Ковалентная связь полярная и: 404 | Университет СИНЕРГИЯ

Содержание

Ковалентные неполярные и полярные связи — урок. Химия, 8–9 класс.

Общие электронные пары, образующиеся в простых веществах  h3,O2,Cl2,F2,N2, в одинаковой степени принадлежат обоим атомам. Такая ковалентная связь называется неполярной.

Ковалентная неполярная связь соединяет атомы в простых веществах-неметаллах.

Если ковалентная связь образуется между разными атомами, то общая электронная пара смещается к тому из них, который имеет более высокую электроотрицательность (ЭО). Он получает частичный отрицательный заряд. Атом, имеющий меньшую ЭО, становится заряжённым положительно. В этом случае образуется полярная ковалентная связь.

Ковалентная полярная связь образуется между атомами неметаллов в сложных веществах.

Рассмотрим образование ковалентных связей в сложных веществах.

 

1. Образование молекулы хлороводорода.

 

У атома водорода на внешнем уровне — один электрон. У хлора на внешнем уровне — семь электронов, один из которых неспаренный.

 

Образуется одна общая электронная пара, которая смещена к атому хлора. В результате

появляются частичные заряды: на атоме хлора — отрицательный, а на атоме водорода — положительный. Сдвиг электронной плотности принято обозначать греческой буквой дельта δ:

 

Структурная формула хлороводорода H−Cl

 

Подобным образом соединяются атомы в молекулах других галогеноводородов:

 

H−F,H−Br,H−I.

 

2. Образование молекулы воды.

  

На внешнем уровне атома кислорода — шесть электронов, два из которых неспаренные.

 

Атом кислорода образует две общие электронные пары с двумя атомами водорода.

 

Электронная плотность этих общих пар сдвинута к более электроотрицательному кислороду. Атом кислорода имеет отрицательный заряд, а атомы водорода — положительный.

 

 

Сходное строение имеет молекула сероводорода. Структурные формулы воды и сероводорода:

 

H−OH−S||HH

 

3. Образование молекулы аммиака.

  

У атома азота — пять внешних электронов, три из которых неспаренные.

 

Атом азота присоединяет к себе три атома водорода.

 

Азот — более электроотрицательный элемент, поэтому на его атоме будет отрицательный заряд, а на атомах водорода — положительные заряды.

 

 

 

Структурная формула аммиака:

 

H−N−H|H

 

 

Для того чтобы определить знаки частичных зарядов на атомах в веществе, надо сравнить ЭО неметаллов.

Пример:

определим частичные заряды атомов в соединении CCl4.

 

Вспомним положение углерода и хлора в ряду ЭО:

По положению элементов в этом ряду видно, что более электроотрицательный элемент в этой паре — хлор. Его атом оттягивает к себе общие электронные пары от атома углерода. Значит, на атоме хлора будет частичный отрицательный заряд, а на атоме углерода — частичный положительный:

 

 C+δCl4−δ.

Полярную ковалентную связь часто изображают стрелкой:  H→Cl.  Стрелка показывает направление смещения общей электронной плотности.

 

Ковалентная связь. Полярная и неполярная ковалентная связь : Farmf

Ковалентная связь.

Глава 4. Химическая связь и строение молекул

Ковалентная связь – химическая связь, осуществляемая за счет перекрывания элек­тронных облаков взаимодействующих атомов

4.3.1. Неполярная ковалентная связь. Механизм возникновения ковалентной связи рассмотрим на примере образования молекулы водорода.

– Образование молекулы Н2. Ядро свободного атома водорода окружено сферически сим­метричным электронным облаком. При сближении атомов до опре­деленного расстояния происходит перекрывание их электронных облаков с образованием молекулярного облака, обладающего мак­симальной электронной плотностью в пространстве между ядрами. Если у сблизившихся до касания атомов водорода расстояние между ядрами составляет 0,106 нм, то после перекрывания (образо­вания молекулы Н2) это расстояние сокращается до 0,074 нм (рис. 7). Увеличение плотности отрицательно заряженного электронного облака между положительно заряженными ядрами приводит к тому, что ядра как бы стягиваются этим облаком и возникает химическая связь.

Таким образом, ковалентная связь обеспечивается силами электростатического притяжения между сосредоточенной электрон­ной плотностью в межъядерном пространстве, возникшей в резуль­тате перекрывания электронных облаков, и положительными зарядами ядер. Ковалентная связь тем прочнее, чем вше степень перекрывания электронных облаков. В результате возникновения связи между атомами водорода каждый атом достигает электронной конфигурации инертного элемента гелия:

< Н ∙ + ∙ Н → Н : Н или Н2

Образование молекулы хлора С12. В молекуле хлора ковалентная связь осуществляется с помощью двух общих электронов или электронной пары. Из семи валентных электронов каждый атом хлора имеет по одному неспаренному. Образование химической связи происходит за счет неспаренных электронов каждого атома. В результате образуется общая электронная пара, которая в равной мере принадлежит обоим атомам и, благодаря чему, каждый атом хлора завершает свой энергетический уровень, достигая конфигурации инертного элемента Рис. 7. Схема перекрывания электронных орбиталей аргона:

при образовании молекулы водорода.

 

Или, с точки зрения строения атома, это можно представить так:

электронная формула атома хлора Is22s22p63s23Sp5

При образовании молекулы происходит перекрывание р-орбиталей (рис. 8).

с точки зрения строения атома электронная формула атома азота выглядит так:

В молекуле азота связь осуществляется за счет перекрывания трех р-облаков, расположенных по оси х, у, z. Между атомами азота образуется одна сигма (σ) -связь и две пи – связи (π).

Связь, образованная при перекрывании электронных облаков вдоль линии, соединяющей центры взаимодействующих атомов, называется сигма (σ) – связью. Связь, образованная за счет перекрывания орбиталей по обе стороны от линии, соединяющей центры – атомов, называется пи – связью.

Наглядно это представлено на рисунке 9.

 

Рис. 9.Схема образования химической связи в молекуле азота.

Мы рассмотрели неполярную или гомеополярную ковалентную связь. При неполярной связи вероятность присутствия электронной плотности между ядрами одинакова. Центры тяжести положитель­ных и отрицательных зарядов совпадают. Центром положитель­ного заряда считают середину расстояния между ядрами. В молеку­лах простых газообразных веществ Н2, CI2, O2, N2 – в газо­образной фазе наблюдается гомеополярная (неполярная) связь.

Вещества с неполярной ковалентной связью обладают низкими температурами кипения и плавления, в воде не диссоциируют, не проводят электрический ток.

4.3.2. Полярная ковалентная связь. Образование молекулы из атомов различных элементов происхо­дит при помощи гетерополярной (полярной) ковалентной связи. Простейший случай гетерополярной связи — это образование моле­кулы хлорводорода. Образование молекулы НС1 можно предста­вить схемой:

Здесь происходит перекрывание s-облака атома водорода и р-облака атома хлора (рис. 10).

Рис. 10. Схема образования химической связи в молекуле хлороводорода.

Но в данном случае хлор обладает большей относительной электроотрицательностью. Поэтому происходит оттягивание элек­тронной плотности к атому хлора. В молекуле возникает положи­тельный и отрицательный полюсы. Химическая связь, в которой электронная плотность смещена к одному из партнеров, называется гетерополярной или полярной ковалентной связью. Критерием спо­собности атома притягивать электрон может служить электроотрица­тельность. Чем выше ЭО у атома, тем более вероятно смещение элек­тронной пары в сторону ядра данного атома. Поэтому разность электроотрицательности атомов характеризует полярность связи.

Вследствие смещения электронной пары к одному из ядер повы­шается плотность отрицательного заряда у данного атома и соответ­ственно атом получает заряд, называемый эффективным за­рядом атома δ -. У второго атома повышается плотность положи­тельного заряда δ +. Вследствие этого возникает диполь, представ­ляющий собой электрически нейтральную систему с двумя одинаковыми по величине положительным и отрицательным зарядами, нахо­дящимися на определенном расстоянии (длина диполя) lд друг от друга. Мерой полярности связи служит электрический мо­мент диполя равный произведению эффективного заряда на длину диполя lд

μСВ = δ lд

Электрический момент диполя имеет единицу измерения кулон на
метр (Кл∙м). В качестве единицы измерения используют также внесистемную единицу измерения дебай D, равную 3,3-10–30 Кл∙м
Полярную ковалентную связь с δ, приближающемуся к 1, можно считать ионной связью. Однако, даже у ионных соединений δ ниже единицы. Поэтому любая ионная связь имеет определенную долю ковалентности.

Химическая связь в большинстве химических соединений сочета­ет свойства ковалентной и ионной связи. Поэтому ее можно считать ковалентной с определенной долей ионности. Степень ионности ха­рактеризуется эффективным зарядом атомов и возрастает с увеличе­нием разности электроотрицательностей.

Рассмотренный выше механизм образования ковалентной связи (непо­лярной и полярной) называется обменным. Возможен и другой механизм образования ковалентной связи — донорно-акцепторной. В этом случае химическая связь возникает за счет двух­электронного облака одного атома и свободной орбитали другого. В качестве примера рассмотрим механизм образования иона ам­мония NH+:

NH3 + H+ → [NH4]+

В молекуле аммиака азот имеет неподеленную пару электронов (двухэлектронное облако). У иона водорода свободна ls-орбиталь. При сближении двухэлектронное облако азота становится общим как для атома азота, так и для атома водорода, т. е. оно превратилось в молекулярное электронное облако. А значит, возникла четвертая ковалентная связь. Процесс образования иона аммония можно представить схемой:

Атом, предоставляющий неподеленную электронную пару, назы­вается донором, а атом, принимающий ее (т. е. предоставляющий свободную орбиталь), называется акцептором. Механизм образования ковалентной связи за счет двухэлектрон­ного облака одного атома (донора) и свободной орбитали другого атома (акцептора) называется донорно-акцепторным.

Таким образом, в катионе аммония четыре равноценные ковалентные связи: три образованные по обменному механизму и одна – по донорно-акцепторному.

Вещества с полярной ковалентной связью занимают по свой­ствам промежуточное положение между веществами с ионной связью и неполярной ковалентной связью. Ковалентному типу свя­зи характерны атомные и молекулярные кристаллические ре­шетки.

Провести границу между ионной и полярной ковалентными свя­зями не всегда возможно. В соединениях, образованных тремя и более элементами, между атомами могут быть различные типы химической связи.

4.3.3. Свойства ковалентной связи. Ковалентная связь обычно характеризуется длиной связи, энер­гией связи, насыщаемостью и направленностью.

Длиной связи называется межъядерное расстояние между химически связанными атомами, когда силы притяжения уравновешены силами отталкивания и энергия системы минимальна. Химическая связь тем прочнее, чем меньше ее длина. Однако количественной мерой прочности связи является ее энергия.

Энергия связи равна той энергии, которая необходима для разрыва имеющихся в молекуле связей. Обычно она измеряется в килоджоулях, отнесенных к 1 моль вещества, т. е. к 6,02 • 1023 свя­зям. Так, согласно опытным данным, длины связи молекул водорода, хлора и азота соответственно составляют 0,074, 0,198 и 0,109 нм (нанометра), а энергии связи соответственно равны 436, 242 и 946 кДж/моль. С увеличением кратности связи энергия связи уве­личивается, а длина уменьшается.

Насыщаемость — это полное использование атомом валентных орбиталей. В результате он становится неспособным к установле­нию дополнительных связей. Например, нельзя присоединить еще атом водорода к молекулам Н2 или СН4. В этих молекулах связи насыщены. Благодаря насыща­емости связей молекулы имеют определенный состав: Н2, Н2О, НСl и т. д.

Направленность ковалентной связи обусловливает пространст­венную структуру молекул, т. е. их геометрию (форму). Ковалентная связь возникает в направлении максимального перекрывания элек­тронных облаков (орбиталей) вдоль линии соединения атомов. При образовании молекулы НС1 происходит перекрывание s-орбитали атома водорода с р-орбиталью атома хлора. Молекула имеет линей­ную форму. Химические связи в молекуле воды направлены под углом 104,5°.

Ковалентные связи, образуемые многовалентными атомами, всегда имеют пространственную направленность. Углы между связями называются валентными.

 

Виды химической связи: ковалентная (полярная и неполярная), ионная

Билет № 6

1. Виды химической связи: ковалентная (полярная и неполярная), ионная; их сходство и различие. Типы кристаллических решеток. Примеры веществ с различными типами решеток

Ковалентной связью называется химическая связь между двумя атомами за счет образования общей электронной пары. Ковалентная связь может быть неполярной — между двумя атомами с одинаковой электроотрицательностью, т. е. в простых веществах, и полярной — между атомами, электроотрицательность которых различается, т. е. в сложных веществах.

Рассмотреть образование ковалентной неполярной связи удобно на примере молекулы водорода, образующейся при соединении двух атомов водорода, каждый из которых имеет по одному неспаренному электрону:

H• + •H → H : H

При этом внешняя электронная оболочка получает недостающий электрон, становится завершенной.

Такое состояние характеризуется меньшей энергией, более устойчиво. Вот почему для разрыва ковалентной связи требуется затратить
энергию (такое же количество энергии выделяется при ее образовании).

В структурных формулах ковалентная связь изображается черточкой, тогда молекула водорода будет выглядеть так:    H–H

Еще раз обращаем Ваше внимание, что ковалентной называется двухэлектронная двухцентровая связь, когда два
электрона находятся на общей орбитали двух атомов. Поэтому к ней, строго говоря, не относятся случаи, когда электроны находятся на орбиталях трех или более атомов или когда общая связь образована более чем двумя электронами (в 10–11 классах будет изучаться бензол, в молекуле которого 6 электронов образуют одну общую связь).

Ковалентная полярная связь образуется в молекуле хлороводорода:
          ..             ..
H· + ·Cl: → H  :Cl:
          ··            ··

Хлор как более электроотрицательный элемент смещает к себе общую электронную пару, в результате на нем образуется частичный отрицательный заряд, а на водороде — частичный положительный:

Hδ+—Clδ−

Ковалентная связь может возникать не только при объединении двух орбиталей, содержащих по одному неспаренному электрону. Один атом может предоставить электронную пару, а второй — свободную орбиталь. Такая ковалентная связь называется донорно-акцепторной.

Например, в ионе аммония протон присоединяется к молекуле аммиака за счет образования донорно-акцепторной связи. Азот выступает донором, а протон (водород) — акцептором электронной пары:

H+ + :NH3 → NH4+

Хотя по способу образования донорно-акцепторная связь отличается от остальных, но по свойствам, в том числе по длине связи, все четыре связи одинаковы.

Чтобы подчеркнуть способ образования, донорно-акцепторную связь могут обозначать в структурных формулах стрелкой:
         H
         |
[H — N → H ]+
         |
         H
Стрелку используют и чтобы изобразить смещение общей электронной пары в полярной связи (H→Cl), поэтому эти два случая не следует
путать.

Ионную связь можно рассматривать как крайний случай ковалентной полярной связи, когда электроны практически полностью переходят от одних атомов к другим с образованием ионов.

Таким образом, ионная связь образуется за счет сил электростатического притяжения между ионами (притягиваются противоположные заряды).

Примером ионной связи будет хлорид натрия:
          ..
Na+ [:Cl:]
          ··

Ионная связь характерна для соединений элементов, электроотрицательности которых различаются очень сильно, например щелочных металлов с галогенами.

Сходство с ковалентной связью заключается в том, что сложно провести резкую грань между ковалентной полярной и ионной связью, мнения разных авторов на этот счет могут различаться.

Различие ионной и ковалентной связи в том, что ионная сильнее поляризована, вплоть до полного перехода электронной пары к более электроотрицательному элементу.

Типы кристаллических решеток
  1. Ионная — в узлах кристаллической решетки расположены положительные и отрицательные ионы. Характерна для веществ с ионной связью: соединений галогенов с щелочными металлами (NaCl), щелочей (NaOH) и солей кислородсодержащих кислот (Na2SO4).
  2. Атомная — в узлах кристаллической решетки атомы, связанные ковалентными связями: алмаз, кремний.

    Вещества с ионными и атомными кристаллическими решетками обладают высокими твердостью и температурой плавления.

  3. Молекулярная кристаллическая решетка образована молекулами, связанными слабыми межмолекулярными взаимодействиями, поэтому такие вещества непрочные, легкоплавкие (лёд, сера), зачастую возгоняются, т. е. при нагревании испаряются, минуя жидкую фазу, как сухой лёд CO2, йод I2
  4. Металлическая кристаллическая решетка характерна для металлов, например, Fe

2. Опыт. Получение и собирание аммиака

Для получения и собирания аммиака в лаборатории насыпаем в пробирку хлорид или сульфат аммония, смешанный с известью Ca(OH)2, затыкаем пробкой с газоотводной трубкой. Трубку вставляем в колбу, перевернутую вверх дном, — аммиак легче воздуха. Отверстие
колбы закрываем куском ваты.

Осторожно нагреваем пробирку на спиртовке. Уравнение реакции:

2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O + 2NH3

Аммиак обнаруживаем по характерному резкому запаху (нюхать осторожно!) или поднеся к трубке бумажку, смоченную раствором фенолфталеина (ф-ф). Бумажка розовеет вследствие образования гидроксид-ионов:

NH3 + HOH NH4+ + OH

автор: Владимир Соколов

Полярная и неполярная связь. Свойства ковалентной связи

Если молекула образована одинаковыми атомами (O2, H2, Cl2), то между ними образуется неполярная ковалентная связь. В таком случае валентные электроны притягиваются атомами с равной силой, поэтому общее электронное облако расположено симметрично относительно обоих атомов. Электронная пара, образующая связь, в равной степени принадлежит обоим атомам.

Если ковалентную связь в молекуле образуют атомы разных элементов, то она будет полярной. В полярной ковалентной связи электронная пара смещена к атому с большей электроотрицательностью, то есть к тому, который сильнее притягивает электроны. Поскольку электроотрицательность у каждого химического элемента своя, то смещение в полярных связях может быть разное. Чем больше разница между электроотрицательностями, тем больше будет полярность связи. В полярной связи электронное облако смещено к тому элементу, который притягивает к себе электроны. Так в молекуле HF по сравнению с HI полярность связи больше, т. к. фтор более электроотрицательный элемент.

В молекулах с полярными ковалентными связями из-за того, что электронное облако смещено, молекула приобретает отрицательный и положительный заряд в разных своих точках. То есть молекула становится полярной — диполем. Так происходит в молекуле воды, где электроны водорода смещаются к атому кислорода, в результате у водородов больше положительный заряд, а у кислорода отрицательный.

Небольшой отрицательный заряд (δ-) у атома, к которому смещены электроны, равен положительному заряду (δ+) на атоме, от которого оттягиваются атомы. (Если рассматривать двухатомные молекулы).

Однако бывают молекулы с полярной связью, которые неполярны, т. е. не являются диполями. Так молекула углекислого газа CO2 неполярна. Хотя 4 внешних электрона углерода оттянуты по 2 к атомам кислорода, но из-за того, что углерод расположен в центре молекулы, она в целом неполярна.

Полярная ковалентная связь также характеризуется длинной связи (расстоянием между ядрами атомов). Ядра находятся друг от друга на таком расстоянии, на котором энергия молекулы минимальна. Это состояние достигается, когда электронные облака максимально перекрываются. Обычно чем больше размеры атомов, тем больше в них длина связи. Так в молекуле водорода (H2) длина связи самая маленькая.

Когда атом образует несколько полярных связей, то связи образуют определенный угол между собой — валентный угол (от 90° до 180°). Так в CO2 угол между связями равен 180°. Валентные углы определяют геометрическую форму молекулы.

Виды химической связи. Ковалентная связь — полярная, неполярная. Характеристики, механизмы образования и виды ковалентной связи. Ионная связь. Степень окисления. Металлическая связь. Водородная связь.

































Периодическое изменение свойств химических элементов и их соединений при увеличении заряда ядра атома объясняется тем, что периодически повторяется строение внешнего электронного слоя в атомах элементов.

Ковалентная связь в химии:

  • Ковалентная связь: это химическая связь, обусловленная созданием общих электронных пар.

  • Одинарная (двойная, тройная) ковалентная связь — это ковалентная связь, образованная одной (двумя, тремя соответственно) общими электронными парами.

При образовании общих электронных пар происходит перекрывание электронных орбиталей.


  • σ — связь образуется при перекрывании электронных орбиталей, идущих по линии, соединяющей центры атомов

  • π- связь образуется при перекрывании электронных орбиталей, вне линии, соединяющей центры атомов

  • Периодическое изменение свойств химических элементов и их соединений при увеличении заряда ядра атома объясняется тем, что периодически повторяется строение внешнего электронного слоя в атомах элементов.

  • Валентность атома химического элемента в соединении с ковалентными связями равна числу общих электронных пар

Ковалентная неполярная связь:


Ковалентная полярная связь:


  • Ковалентная полярная связь — это связь между атомами, электроотрицательность которых отличается незначительно

  • Общие электронные пары смещены в сторону атома более электроотрицательного элемента

Характеристики ковалентной связи:

  • Длина связи — это расстояние между ядрами связанных атомов
  • Валентный угол  — это угол между линиями, соединяющими химически связанные атомы.

Механизмы образования ковалентной связи:


  • Обменный механизм образования ковалентной связи: это когда при образовании общей электронной пары каждый из атомов предоставляет в совместное пользование по одному электрону

  • Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи: это когда при образовании общей электронной один из атомов (донор) дает в общее пользование электронную пару, а другой (акцептор) предоставляет свободную орбиталь

Ионная связь в химии:

  • Ионы: это заряженные частицы, в которые превращаются атомы в результате отдачи или присоединения электронов.
  • Катионы (+): это положительно заряженные ионы
  • Анионы (-): это отрицательно заряженные ионы

  • Ионная связь: это связь между катионом и анионом, обусловленная их электростатическим взаимодействием.

  • Ионная связь возникает между атомами с резко отличающейся электроотрицательностью.

  • Ионные соединения: это вещества, состоящие из ионов.  Ионные соединения образованы типичными металлами и неметаллами.

Степень окисления. Окисление. Восстановление. Степень окисления :


  • Окисление: процесс отдачи частицей электронов
  • Восстановление: процесс присоединения частицей электронов
  • Степень окисления: заряд ионов в ионных соединениях или условный заряд на атомах в соединениях с ковалентной связью

  • Положительная степень окисления:  равна числу электронов, отданных данным атомом
  • Отрицательная степень окисления:  равна числу электронов, принятых данным атомом
  • Степень окисления в простом веществе равно 0.
  • Сумма степеней окисления: всех атомов в соединении равна 0.
  • Максимальная степень окисления элемента главной подгруппы в периодической системе равна номеру группы
  • Минимальная степень окисления элемента главных подгрупп IV-VII групп равна = 8 минус (-) номер группы

Металлическая связь в химии:


  • Металлическая связь: это связь в металлах и сплавах. Это связь между положительными ионами металла и свободными электронами (Mo-ne=Mn+).
  • При этом электроны обобществляются и представляют собой так называемый «электронный газ».

Водородная связь в химии:


  • Водородная связь: это форма ассоциации между электроотрицательным атомом и атомом водорода, связанным ковалентно с другим электроотрицательным атомом. Может быть внутримолекулярная водородная связь и межмолекулярная водородная связь.

Ковалентная полярная и неполярная связи, что это такое и как различать связь

Ни для кого не секрет, что химия — наука довольно сложная и к тому же разнообразная. Множество различных реакций, реагентов, химикатов и прочих сложных и непонятных терминов — все они взаимодействуют друг с другом. Но главное, что с химией мы имеем дело каждый день, неважно, слушаем ли мы учителя на уроке и усваиваем новый материал или же завариваем чай, который в целом тоже представляет собой химический процесс.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Можно сделать вывод, что химию знать просто необходимо, разбираться в ней и знать, как устроен наш мир или какие-то отдельные его части — интересно, и, более того, полезно.

Сейчас нам предстоит разобраться с таким термином, как ковалентная связь, которая, кстати говоря, может быть как полярной, так и неполярной. Кстати говоря, само слово «ковалентная», образуется от латинского «co» — совместно и «vales» — имеющий силу.

Это интересно: механизм образования металлической химической связи, примеры.

Появления термина

Начнём с того, что сам термин «ковалентная» впервые ввёл в 1919 году Ирвинг Ленгмюр — лауреат Нобелевской премии. Понятие «ковалентной» предполагает химическую связь, при которой оба атома обладают электронами, что называется совместным обладанием. Таким образом, она, к примеру, отличается от металлической, в которой электроны свободны, или же от ионной, где и вовсе один отдаёт электроны другому. Нужно заметить, что образуется она между неметаллами.

Исходя из вышесказанного, можно сделать небольшой вывод о том, что из себя представляет этот процесс. Она возникает между атомами за счёт образования общих электронных пар, причём пары эти возникают на внешних и предвнешних подуровнях электронов.

Примеры, вещества с полярной:

  1. h3.
  2. HCl.
  3. h3O.
  4. O2.

Это интересно: водородная связь образуется между молекулами, химический механизм.

Виды ковалентной связи

Также различаются два вида — это полярная, и, соответственно, неполярная связи. Особенности каждой из них мы разберём отдельно.

Ковалентная полярная — образование

Что из себя представляет термин «полярная»?

Обычно происходит так, что два атома имеют разную электроотрицательность, следовательно, общие электроны не принадлежат им в равной степени, а находятся они всегда ближе к одному, чем к другому. К примеру, молекула хлороводорода, в ней электроны ковалентной связи располагаются ближе к атому хлора, так как его электроотрицательность выше чем у водорода. Однако, на самом деле, разница в притяжении электронов невелика настолько, чтобы произошёл полный перенос электрона от водорода к хлору.

В итоге при полярной электронная плотность смещается к более электроотрицательному, на нём же возникает частичный отрицательный заряд. В свою очередь, у того ядра, чья электроотрицательность ниже, возникает, соответственно, частичный положительный заряд.

Делаем вывод: полярная возникает между различными неметаллами, которые отличаются по значению электроотрицательности, а электроны располагаются ближе к ядру с большей электроотрицательностью.

Электроотрицательность — способность одних атомов притягивать к себе электроны других, тем самым образуя химическую реакцию.

Примеры ковалентной полярной, вещества с ковалентной полярной связью:

  1. HCl.
  2. h3O.

Формула вещества с ковалентной полярной связью

Ковалентная неполярная, разница между полярной и неполярной

И наконец, неполярная, скоро мы узнаем что же она из себя представляет.

Основное отличие неполярной от полярной — это симметрия. Если в случае с полярной электроны располагались ближе к одному атому, то при неполярной связи, электроны располагаются симметрично, то есть в равной степени по отношению к обоим.

Примечательно, что неполярная возникает между атомами неметалла одного химического элемента.

К примеру, вещества с неполярной ковалентной связью:

Также совокупность электронов зачастую называют просто электронным облаком, исходя из этого делаем вывод, что электронное облако связи, которое образует общая пара электронов, распределяется в пространстве симметрично, или же равномерно по отношению к ядрам обоих.

Примеры ковалентной неполярной связи и схема образования ковалентной неполярной связи

Свойства связи

  1. Длина — расстояние между ядрами атомов, которые её образуют.
  2. Энергия — количество энергии, необходимой для её разрыва.
  3. Насыщаемость — способность атомов н-ное определённое количество связей.

Но Также полезно знать, как же различать ковалентную полярную и неполярную.

Ковалентная неполярная — это всегда атомы одного и того же вещества. h3. CL2.

В остальных случаях можно считать полярной.

На этом статья подошла к концу, теперь мы знаем, что из себя представляет этот химический процесс, умеем определять его и его разновидности, знаем формулы образования веществ, и в целом чуточку больше о нашем сложном мире, успехов в химии и образовании новых формул.

ковалентная (полярная и неполярная), ионная, металлическая – HIMI4KA

У нас вышел новый курс, где всё объясняется ещё проще. Подробннее по ссылке

Химическая связь — электростатическое взаимодействие между электронами и ядрами, приводящее к образованию молекул.

Химическую связь образуют валентные электроны. У s- и p-элементов валентными являются электроны внешнего слоя, у d-элементов — s-электроны внешнего слоя и d-электроны предвнешнего слоя. При образовании химической связи атомы достраивают свою внешнюю электронную оболочку до оболочки соответствующего благородного газа.

Длина связи — среднее расстояние между ядрами двух химически связанных между собой атомов.

Энергия химической связи — количество энергии, необходимое для того, чтобы разорвать связь и отбросить фрагменты молекулы на бесконечно большое расстояние.

Валентный угол — угол между линиями, соединяющими химически связанные атомы.

Известны следующие основные типы химической связи: ковалентная (полярная и неполярная), ионная, металлическая и водородная.

Ковалентной называют химическую связь, образованную за счёт образования общей электронной пары.

Если связь образует пара общих электронов, в равной мере принадлежащая обоим соединяющимся атомам, то её называют ковалентной неполярной связью. Эта связь существует, например, в молекулах H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2. Ковалентная неполярная связь возникает между одинаковыми атомами, а связующее их электронное облако равномерно распределено между ними.

В молекулах между двумя атомами может формироваться различное число ковалентных связей (например, одна в молекулах галогенов F2, Cl2, Br2, I2, три — в молекуле азота N2).

Ковалентная полярная связь возникает между атомами с разной электроотрицательностью. Образующая её электронная пара смещается в сторону более электроотрицательного атома, но остаётся связанной с обоими ядрами. Примеры соединений с ковалентной полярной связью: HBr, HI, H2S, N2O и т. д.

Ионной называют предельный случай полярной связи, при которой электронная пара полностью переходит от одного атома к другому и связанные частицы превращаются в ионы.

Строго говоря, к соединениям с ионной связью можно отнести лишь соединения, для которых разность в электроотрицательности больше 3, но таких соединений известно очень мало. К ним относят фториды щелочных и щёлочноземельных металлов. Условно считают, что ионная связь возникает между атомами элементов, разность электроотрицательности которых составляет величину больше 1,7 по шкале Полинга. Примеры соединений с ионной связью: NaCl, KBr, Na2O. Подробнее о шкале Полинга будет рассказано в следующем уроке.

Металлической называют химическую связь между положительными ионами в кристаллах металлов, которая осуществляется в результате притяжения электронов, свободно перемещающихся по кристаллу металла.

Атомы металлов превращаются в катионы, формируя металлическую кристаллическую решётку. В этой решётке их удерживают общие для всего металла электроны (электронный газ).

Тренировочные задания

1. Ковалентной неполярной связью образовано каждое из веществ, формулы которых

1) O2, H2, N2
2) Al, O3, H2SO4
3) Na, H2, NaBr
4) H2O, O3, Li2SO4

2. Ковалентной полярной связью образовано каждое из веществ, формулы которых

1) O2, H2SO4, N2
2) H2SO4, H2O, HNO3
3) NaBr, H3PO4, HCl
4) H2O, O3, Li2SO4

3. Только ионной связью образовано каждое из веществ, формулы которых

1) CaO, H2SO4, N2
2) BaSO4, BaCl2, BaNO3
3) NaBr, K3PO4, HCl
4) RbCl, Na2S, LiF

4. Металлическая связь характерна для элементов списка

1) Ba, Rb, Se
2) Cr, Ba, Si
3) Na, P, Mg
4) Rb, Na, Cs

5. Соединениями только с ионной и только с ковалентной полярной связью являются соответственно

1) HCl и Na2S
2) Cr и Al(OH)3
3) NaBr и P2O5
4) P2O5 и CO2

6. Ионная связь образуется между элементами

1) хлором и бромом
2) бромом и серой
3) цезием и бромом
4) фосфором и кислородом

7. Ковалентная полярная связь образуется между элементами

1) кислородом и калием
2) серой и фтором
3) бромом и кальцием
4) рубидием и хлором

8. В летучих водородных соединениях элементов VA группы 3-го периода химическая связь

1) ковалентная полярная
2) ковалентная неполярная
3) ионная
4) металлическая

9. В высших оксидах элементов 3-го периода вид химической связи с увеличением порядкового номера элемента изменяется

1) от ионной связи к ковалентной полярной связи
2) от металлической к ковалентной неполярной
3) от ковалентной полярной связи до ионной связи
4) от ковалентной полярной связи до металлической связи

10. Длина химической связи Э–Н увеличивается в ряду веществ

1) HI – PH3 – HCl
2) PH3 – HCl – H2S
3) HI – HCl – H2S
4) HCl – H2S – PH3

11. Длина химической связи Э–Н уменьшается в ряду веществ

1) NH3 – H2O – HF
2) PH3 – HCl – H2S
3) HF – H2O – HCl
4) HCl – H2S – HBr

12. Число электронов, которые участвуют в образовании химических связей в молекуле хлороводорода, —

1) 4
2) 2
3) 6
4) 8

13. Число электронов, которые участвуют в образовании химических связей в молекуле P2O5, —

1) 4
2) 20
3) 6
4) 12

14. В хлориде фосфора (V) химическая связь

1) ионная
2) ковалентная полярная
3) ковалентная неполярная
4) металлическая

15. Наиболее полярная химическая связь в молекуле

1) фтороводорода
2) хлороводорода
3) воды
4) сероводорода

16. Наименее полярная химическая связь в молекуле

1) хлороводорода
2) бромоводорода
3) воды
4) сероводорода

17. За счёт общей электронной пары образована связь в веществе

1) Mg
2) H2
3) NaCl
4) CaCl2

18. Ковалентная связь образуется между элементами, порядковые номера которых

1) 3 и 9
2) 11 и 35
3) 16 и 17
4) 20 и 9

19. Ионная связь образуется между элементами, порядковые номера которых

1) 13 и 9
2) 18 и 8
3) 6 и 8
4) 7 и 17

20. В перечне веществ, формулы которых соединения только с ионной связью, это

1) NaF, CaF2
2) NaNO3, N2
3) O2, SO3
4) Ca(NO3)2, AlCl3

Ответы

Хотите ещё проще? Мы создали новый курс, где максимум за 7 дней вы овладете химией с нуля. Подробннее по ссылке

Полярная ковалентная связь — обзор

9.35.5.2.4 Ковалентные твердые вещества

В хорошем первом приближении и с правдоподобными результатами соединения, образующие полярные ковалентные связи, часто можно успешно описать с помощью ионного эмпирического потенциала. Это особенно верно до тех пор, пока локальные координационные полиэдры анионов, которые окружают отдельные катионы, высокосимметричны, а общее распределение заряда в твердом теле приблизительно изотропно. В таком случае ковалентные и ионные модели во многих случаях создают один и тот же набор кандидатов в низкоэнергетические структуры, только с некоторыми разными ранжированием энергии в более высоких минимумах и, возможно, разными энергетическими барьерами между минимумами.Однако это не относится к системам, в которых важные локальные минимумы демонстрируют различные виды анизотропных связей, например, sp 2 — и sp 3 -гибридизированные атомы углерода, и затем необходимо выполнить глобальную оптимизацию на ab initio энергетический ландшафт.

Например, в нитриде бора присутствует несколько видов, в основном ковалентных, вкладов в общую энергию, и глобальный поиск должен выполняться на уровне ab initio. Система BN особенно интересна как тестовая система, потому что экспериментально наблюдаемые модификации включают как слоистые структуры (гексагональный BN), так и трехмерные сети (типа вюрцита и сфалерита).При глобальной оптимизации, использующей как функционалы Хартри – Фока, так и функционалы плотности, 247 действительно были обнаружены все экспериментально наблюдаемые типы структур. Кроме того, было предсказано несколько новых модификаций, таких как слоистые структуры, но с порядком наложения, отличным от экспериментально наблюдаемой структуры h-BN. Сила общего ландшафтного подхода была впечатляюще продемонстрирована открытием двух замечательных новых каркасных структур с низкими энергиями, демонстрирующих структуру β-BeO и частичную структуру Al в SrAl 2 соответственно.

В другом недавнем исследовании использовалось сочетание интеллектуального анализа данных, создания сетей и локальной оптимизации с ab initio расчетами энергии (DFT) для предсказания кристаллических структур нитридов и фосфидов группы 14. 384 Важным шагом было создание новых кандидатов путем разумной замены атомов разных типов в известных базовых сетях, что привело к появлению множества интересных структур. Эта процедура в некоторой степени похожа на один из подходов, используемых для поиска кандидатов в кристаллы в системе Si 3 B 3 N 7 . 55

4.4: Полярные и неполярные ковалентные связи

Электроотрицательность и полярность связи

Хотя мы определили ковалентную связь как разделение электронов, электроны в ковалентной связи не всегда одинаково распределяются между двумя связанными атомами. Если связь не соединяет два атома одного и того же элемента, всегда будет один атом, который притягивает электроны в связи сильнее, чем другой атом, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Когда возникает такой дисбаланс, возникает накопление некоторого отрицательного заряда (называемого частичным отрицательным зарядом и обозначается δ−) на одной стороне связи и некоторого положительного заряда (обозначается δ +) на другой стороне связи.Ковалентная связь с неравномерным распределением электронов, как показано в части (b) рисунка \ (\ PageIndex {1} \), называется полярной ковалентной связью. Ковалентная связь с равным распределением электронов (часть (а) на рисунке \ (\ PageIndex {1} \)) называется неполярной ковалентной связью.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) Полярные и неполярные ковалентные связи. (а) Электроны в ковалентной связи одинаково разделяются обоими атомами водорода. Это неполярная ковалентная связь. (б) Атом фтора притягивает электроны в связи больше, чем атом водорода, что приводит к дисбалансу в распределении электронов.Это полярная ковалентная связь.

Любая ковалентная связь между атомами разных элементов является полярной связью, но степень полярности сильно различается. Некоторые связи между различными элементами только минимально полярны, в то время как другие сильно полярны. Ионные связи можно считать предельной полярностью, когда электроны передаются, а не разделяются. Чтобы судить об относительной полярности ковалентной связи, химики используют электроотрицательность, которая является относительной мерой того, насколько сильно атом притягивает электроны, когда он образует ковалентную связь.Существуют различные числовые шкалы для оценки электроотрицательности. На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показана одна из самых популярных — шкала Полинга. О полярности ковалентной связи можно судить, определив разницу в электроотрицательностях двух атомов, образующих связь. Чем больше разница в электроотрицательностях, тем больше дисбаланс в распределении электронов в связи. Хотя нет никаких жестких правил, общее правило состоит в том, что разница в электроотрицательностях меньше примерно 0.4 связь считается неполярной; если разница больше 0,4, связь считается полярной. Если разница в электроотрицательностях достаточно велика (обычно больше примерно 1,8), полученное соединение считается ионным, а не ковалентным. Разность электроотрицательностей, равная нулю, конечно же, указывает на неполярную ковалентную связь.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \) Электроотрицательности различных элементов. Популярная шкала электроотрицательностей имеет значение для атомов фтора, равное 4.0, максимальное значение.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Опишите разницу в электроотрицательности между каждой парой атомов и результирующую полярность (или тип связи).

  1. C и H
  2. H и H
  3. Na и Cl
  4. O и H

Решение

  1. Углерод имеет электроотрицательность 2,5, а водород — 2,1. Разница составляет 0,4, что довольно мало. Поэтому связь C – H считается неполярной.
  2. Оба атома водорода имеют одинаковое значение электроотрицательности — 2,1. Разница равна нулю, значит связь неполярная.
  3. Электроотрицательность натрия составляет 0,9, а хлора — 3,0. Разница составляет 2,1, что довольно велико, поэтому натрий и хлор образуют ионное соединение.
  4. При 2,1 для водорода и 3,5 для кислорода разница электроотрицательностей составляет 1,4. Мы ожидаем очень полярной связи, но не настолько полярной, чтобы связь O – H считалась ионной.

Упражнение

Опишите разницу в электроотрицательности между каждой парой атомов и результирующую полярность (или тип связи).

  1. C и O
  2. N и H
  3. N и N
  4. C и F

Когда связи молекулы полярны, молекула в целом может демонстрировать неравномерное распределение заряда в зависимости от того, как ориентированы отдельные связи. Например, ориентация двух связей O – H в молекуле воды (рис. \ (\ PageIndex {3} \)) изогнута: один конец молекулы имеет частично положительный заряд, а другой конец — частично отрицательный. заряжать. Короче говоря, сама молекула полярна.Полярность воды оказывает огромное влияние на ее физические и химические свойства. (Например, температура кипения воды [100 ° C] высока для такой маленькой молекулы и связана с тем, что полярные молекулы сильно притягиваются друг к другу.) Напротив, в то время как две связи C = O в диоксиде углерода являются полярные, они лежат прямо напротив друг друга и, таким образом, нейтрализуют эффекты друг друга. Таким образом, молекулы углекислого газа в целом неполярны. Отсутствие полярности влияет на некоторые свойства углекислого газа.(Например, углекислый газ превращается в газ при -77 ° C, что почти на 200 ° ниже, чем температура, при которой закипает вода.)

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \) Физические свойства и полярность. На физические свойства воды и углекислого газа влияет их полярность.

Упражнения по обзору концепции

  1. На что указывает электроотрицательность атома?

  2. Какой тип связи образуется между двумя атомами, если разница в электроотрицательности мала? Середина? Большой?

ответов

  1. Электроотрицательность — это качественная мера того, насколько атом притягивает электроны ковалентной связью.

Основные выводы

  • Ковалентные связи между разными атомами имеют разную длину связи.
  • Ковалентные связи могут быть полярными или неполярными, в зависимости от разницы электроотрицательностей между задействованными атомами.

Авторы и авторство

Полярность связи | Химия для неосновных

Цели обучения

  • Определите электроотрицательность.
  • Используйте значения электроотрицательности для определения типа связи.

Что заставляет людей делиться?

Вы когда-нибудь проводили время с тем, кто вам действительно не нравился? Вы не имели с ними ничего общего и не хотели иметь с ними ничего общего. С другой стороны, есть люди, с которыми вам нравится быть. У вас много общего, и вы любите с ними делиться. Атомы работают точно так же. Если есть сильные различия в их притяжении электронов, один атом получает электроны, а другой атом теряет их.Если они похожи, они разделяют электроны, образуя ковалентную связь.

Электроотрицательность определяется как способность атома притягивать электроны, когда атомы находятся в соединении. Электроотрицательность элементов показана в таблице Менделеева ниже.

Рисунок 1. Электроотрицательность элементов.

Рис. 2. Тип связи основан на разнице в электроотрицательности двух элементов, участвующих в связи.

Степень, в которой данная связь является ионной или ковалентной, определяется путем вычисления разницы в электроотрицательности между двумя атомами, участвующими в связи.

В качестве примера рассмотрим связь, которая возникает между атомом калия и атомом фтора. По таблице разница электроотрицательностей равна 4,0 — 0,8 = 3,2.

Поскольку разница в электроотрицательности относительно велика, связь между двумя атомами является ионной. Поскольку атом фтора имеет гораздо большее притяжение для электронов, чем атом калия, валентный электрон от атома калия полностью передается атому фтора.На приведенной ниже диаграмме показано, как разница в электроотрицательности связана с ионным или ковалентным характером химической связи.

Неполярные ковалентные связи

Связь, в которой разница электроотрицательностей меньше 1,7, считается в основном ковалентной по характеру. Однако на этом этапе нам нужно различать два общих типа ковалентных связей.

Неполярная ковалентная связь представляет собой ковалентную связь, в которой связывающие электроны распределяются поровну между двумя атомами.В неполярной ковалентной связи распределение электрического заряда между двумя атомами сбалансировано.

Рис. 3. Неполярная ковалентная связь — это связь, в которой распределение электронной плотности между двумя атомами одинаково.

Два атома хлора в равной степени разделяют пару электронов в одинарной ковалентной связи, а электронная плотность, окружающая молекулу Cl 2 , является симметричной. Также обратите внимание, что молекулы, в которых разница электроотрицательностей очень мала (<0.4) также считаются неполярными ковалентными. Примером может служить связь между хлором и бромом.

Полярные ковалентные связи

Рис. 4. В полярной ковалентной связи HF электронная плотность распределена неравномерно. У атома фтора более высокая плотность (красный), а у атома водорода — более низкая (синий).

Связь, в которой разница электроотрицательностей между атомами составляет от 0,4 до 1,7, называется полярной ковалентной связью.

Полярная ковалентная связь — это ковалентная связь, в которой атомы имеют неодинаковое притяжение для электронов, и поэтому их совместное использование неодинаково.В полярной ковалентной связи, которую иногда называют просто полярной связью, распределение электронов вокруг молекулы больше не симметрично.

Простой способ проиллюстрировать неравномерное распределение электронов в полярной ковалентной связи — использовать греческую букву дельта ( δ ).

Рис. 5. Использование δ для обозначения частичного заряда.

Атом с большей электроотрицательностью приобретает частичный отрицательный заряд, а атом с меньшей электроотрицательностью приобретает частичный положительный заряд.Символ дельты используется для обозначения того, что количество заряда меньше единицы. Перекрещенная стрелка также может использоваться для обозначения направления большей электронной плотности.

Рис. 6. Перекрещенная стрелка указывает полярность.

Сводка

  • Электроотрицательность атома определяет, насколько сильно он притягивает к себе электроны.
  • На полярность связи влияют значения электроотрицательности двух атомов, входящих в эту связь.

Практика

Пройдите тест в правой части страницы:

http: // www.sophia.org/determining-bond-polarity/determining-bond-polarity-tutorial

Обзор

  1. Какой тип облигации у облигации с разницей 1,9?
  2. Какой будет тип облигации для BH 2 ?
  3. Ваш друг говорит вам, что связь LiF ковалентна. Что ты говоришь?

Глоссарий

  • электроотрицательность: Способность атома притягивать электроны, когда атомы находятся в составе.
  • неполярная ковалентная связь: Ковалентная связь, в которой связывающие электроны распределяются поровну между двумя атомами.
  • полярная ковалентная связь: Ковалентная связь, в которой атомы имеют неодинаковое притяжение для электронов, и поэтому их совместное использование является неравным.

полярное и неполярное

полярное и неполярное

В зависимости от относительной электроотрицательности двух атомов, разделяющих электроны, может происходить частичный перенос электронной плотности от одного атома к другому. Когда электроотрицательности не равны, электроны не распределяются поровну и возникают частичные ионные заряды.

Чем больше разница электроотрицательностей, тем более ионная связь. Частично ионные связи называются полярными ковалентными связями .


Неполярные ковалентные связи с равным распределением электронов связи возникают, когда электроотрицательности двух атомов равны.

Полярные и неполярные ковалентные связи

Неполярный ковалентный
Связь

  • Связь между двумя атомами неметалла, имеющими одинаковые
    электроотрицательность и, следовательно, равное распределение связывающего электрона
    пара
  • Пример: в H-H каждый атом H имеет электроотрицательность.
    значение 2.1, поэтому ковалентная связь между ними считается неполярной

Полярная ковалентная связь

  • Связь между двумя атомами неметалла, имеющими разные
    электроотрицательности и, следовательно, неравномерное распределение связывающего электрона
    пара
  • Пример: в H-Cl электроотрицательность Cl
    атома 3,0, а атома H 2,1
  • В результате получается связь, в которой электронная пара смещается.
    к более электроотрицательному атому.Тогда этот атом получает частично отрицательный
    заряд, в то время как менее электроотрицательный атом имеет частично положительный заряд.
    разделение заряда или диполь связи можно проиллюстрировать с помощью
    стрелка, острие которой направлено в сторону более электроотрицательного атома.

Греческая буква дельта означает «частично».

  • Внутри молекулы каждая полярная связь имеет диполь связи
  • Полярная молекула всегда содержит полярные связи, но
    некоторые молекулы с полярными связями неполярны.

Полярный
Молекула

  • Молекула, в которой присутствующие диполи связей не
    компенсируют друг друга и, таким образом, получают молекулярный диполь . (см.
    ниже)
    . Отмена зависит от формы молекулы или стереохимии.
    и ориентация полярных связей.

Молекулярный диполь

  • Результат диполей связи в молекуле.
  • Связанные диполи могут или не могут аннулировать, тем самым производя
    либо неполярные молекулы, если они сокращаются, либо полярные, если они
    не отменить
  • Примеры:
    • CO 2 представляет собой линейную молекулу с 2
      равные и противоположно направленные диполи связи, поэтому связь
      полярности отменяются, и молекула неполярна.
    • HCN представляет собой линейную молекулу с двумя диполями связей, расположенными в одном направлении.
      и не равны, поэтому полярности связей не сокращаются, и молекула
      полярный
    • Больше примеров можно найти в Таблице: Стереохимия.
      некоторых общих молекул

* ПРИМЕЧАНИЕ:

  • Для фигурных диаграмм:
    • Сплошные линии представляют облигации, которые находятся в и той же
      самолет как у страницы
    • Пунктирными линиями обозначены связи, которые направлены с на .
      самолет страницы
    • Клин указывает связи, которые направлены на наружу.
      самолет страницы
  • При определении формы молекул электронные пары кратного
    облигации считаются группой, поскольку все сформированные облигации имеют одинаковое направление

НАЗАД НА ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ

Полярные и неполярные ковалентные связи: определения и примеры — видео и стенограмма урока

Полярные ковалентные связи

Вы когда-нибудь видели, как двое детей играют, и один ребенок ведет себя как хулиган по отношению к другому ребенку? Ребенок-хулиган, кажется, проводит больше времени, играя с игрушкой, чем другой ребенок.Они не одинаково делятся игрушками.

Это неравное разделение также происходит с типом связи, называемым полярной ковалентной связью. Полярная ковалентная связь — это тип химической связи, при которой пара электронов неравномерно распределяется между двумя атомами. В полярной ковалентной связи электроны не распределяются поровну, потому что один атом проводит с электронами больше времени, чем другой. В полярных ковалентных связях один атом имеет более сильное притяжение, чем другой атом, и притягивает электроны.Помните, как электроны несут отрицательный заряд? Что ж, когда электроны проводят больше времени с одним атомом, это заставляет этот атом нести частичный отрицательный заряд. Атом, который не проводит столько времени с электронами, несет частичный положительный заряд. Чтобы вспомнить полярную ковалентную связь, вместо этого скажите «ковалентный пуллер» и помните, что один атом «притягивает» электроны больше, чем другой.

В полярной ковалентной связи один атом проводит с электронами больше времени, чем другой.

На самом деле ваша жизнь зависит от полярных ковалентных связей. Вы ведь пьете воду? Молекула воды, сокращенно h3O, является примером полярной ковалентной связи. Электроны распределяются неравномерно: атом кислорода проводит с электронами больше времени, чем атомы водорода. Поскольку электроны проводят больше времени с атомом кислорода, он несет частично отрицательный заряд.

Другой пример полярной ковалентной связи — между водородом и атомом хлора.В этой связи атом хлора проводит с электронами больше времени, чем атом водорода. Из-за этого неравного распределения электронов атом хлора несет частичный отрицательный заряд, а атом водорода несет частичный положительный заряд.

Как предсказать тип связи с помощью электроотрицательности

Вам может быть интересно: как узнать, какой тип связи будет возникать между атомами? Вы можете предсказать, какой тип связи образуется, глядя на электроотрицательность каждого атома, участвующего в связи. Электроотрицательность — это то, насколько сильно атом будет притягивать электроны от другого атома в химической связи. Некоторые атомы имеют более высокую электроотрицательность, а другие — более низкую. Электроотрицательность похожа на перетягивание каната между двумя атомами. Если у вас есть один человек на стороне веревки, которая сильнее другого, то этот более сильный человек будет тянуть сильнее, таща другого человека в своем направлении. С другой стороны, если бы у вас было два человека равной силы, тогда веревка не сместилась бы ни в одном направлении и оставалась бы в одном месте.

Когда два атома имеют неодинаковые уровни электроотрицательности, один атом будет оттягивать электроны от другого.

Как в перетягивании каната, если у вас есть более сильный атом с более высокой электроотрицательностью, он сможет тянуть электроны в своем направлении. Поскольку атомы имеют разную электроотрицательность, электроны распределяются неравномерно. С другой стороны, если у вас есть два атома с одинаковой силой или с одинаковой электроотрицательностью, то электроны не будут тянуться в каком-либо одном направлении и останутся посередине двух атомов.Поскольку притяжения нет, электроны распределяются между двумя атомами поровну.

Помните, что периодическая таблица Менделеева похожа на дорожную карту, которая может рассказать вам свойства каждого элемента? Дополнительная тенденция, которую может определить таблица Менделеева, — это электроотрицательность элемента. Прежде чем я опишу эту тенденцию, сначала вспомните, что водород считается неметаллом и перемещается в крайнее правое положение вместе с другими неметаллами. Тенденция электроотрицательности, которую я собираюсь описать, не включает благородные газы и большинство переходных металлов.Помните, благородные газы расположены в последнем столбце периодической таблицы, а переходные металлы расположены в группах с 3 по 12 периодической таблицы. Теперь, когда вы знаете исключения, основная тенденция заключается в том, что при движении слева направо электроотрицательность увеличивается, а при движении снизу вверх электроотрицательность увеличивается.

Используя эту тенденцию, вы можете увидеть, что в правом верхнем углу находятся наиболее электроотрицательные элементы, такие как кислород, хлор и фтор. И наименее электроотрицательные элементы находятся в нижнем левом углу, такие как франций, цезий, барий и радий.

Теперь, когда вы знаете тенденции электроотрицательности периодической таблицы, вы можете определить тип связи, которая будет образовываться в молекуле. Если электроотрицательность между двумя атомами в основном одинакова, образуется неполярная ковалентная связь . Например, два атома фтора имеют одинаковую электроотрицательность. Поскольку между двумя атомами нет разницы в электроотрицательности, они в равной степени будут разделять электроны, образуя неполярную ковалентную связь.

Если атомы расположены близко друг к другу в периодической таблице, они будут иметь немного другую электроотрицательность.Если разница в электроотрицательности между двумя атомами небольшая, то образуется полярная ковалентная связь . Эта небольшая разница в электроотрицательности заставляет один атом иметь более сильное притяжение электронов, чем другой атом. Это более сильное притяжение заставляет электроны распределяться неравномерно и проводить больше времени рядом с атомом с более высокой электроотрицательностью. Например, глядя на атомы, входящие в состав молекулы воды, можно увидеть, что атомы водорода и кислорода расположены довольно близко в периодической таблице.Поскольку они расположены довольно близко друг к другу, разница в электроотрицательности будет незначительной. Атом кислорода имеет более высокую электроотрицательность, чем атомы водорода, поэтому электроны проводят больше времени вокруг кислорода.

Краткое содержание урока

В этом уроке вы узнали о двух типах связей: неполярной ковалентной и полярной ковалентной. Неполярные ковалентные связи — это тип химической связи, при которой два атома разделяют пару электронов друг с другом. Полярная ковалентная связь — это тип химической связи, при которой пара электронов неравномерно распределяется между двумя атомами.Вы также узнали, как можно посмотреть на тенденции электроотрицательности периодической таблицы, чтобы предсказать тип связи, которая будет образовываться. Электроотрицательность — это то, насколько сильно атом будет притягивать электроны от другого атома в химической связи.

Глядя на таблицу Менделеева, при движении слева направо электроотрицательность увеличивается, а при движении снизу вверх электроотрицательность увеличивается. Используя эту тенденцию, вы можете увидеть, что в правом верхнем углу находятся наиболее электроотрицательные элементы, такие как кислород, хлор и фтор.И наименее электроотрицательные элементы находятся в нижнем левом углу, такие как франций, цезий, барий и радий. Если электроотрицательность двух атомов в основном одинакова, образуется неполярная ковалентная связь, а если электроотрицательность немного отличается, образуется полярная ковалентная связь.

Результаты обучения

После этого урока вы сможете:

  • различать неполярные и полярные ковалентные связи
  • Приведите примеры каждого типа облигаций
  • Объясните, что такое пептидная связь.
  • Определить электроотрицательность
  • Объясните, как предсказать, образуется ли неполярная ковалентная связь или полярная ковалентная связь, используя тенденции электроотрицательности периодической таблицы.

Определение и примеры полярной связи

Химические связи можно разделить на полярные и неполярные.Разница в том, как расположены электроны в связи.

Ключевые выводы: что такое полярная связь в химии?

  • Полярная связь — это тип ковалентной связи, в которой электроны, образующие связь, распределены неравномерно. Другими словами, электроны проводят больше времени на одной стороне связи, чем на другой.
  • Полярные связи занимают промежуточное положение между чистыми ковалентными связями и ионными связями. Они образуются, когда разница в электроотрицательности аниона и катиона составляет 0.4 и 1.7.
  • Примеры молекул с полярными связями включают воду, фтороводород, диоксид серы и аммиак.

Определение полярной связи

Полярная связь — это ковалентная связь между двумя атомами, в которой электроны, образующие связь, распределены неравномерно. Это вызывает у молекулы небольшой электрический дипольный момент, когда один конец слегка положительный, а другой — слегка отрицательный. Заряд электрических диполей меньше полного заряда единицы, поэтому они считаются частичными зарядами и обозначаются дельта плюс (δ +) и дельта минус (δ-).Поскольку положительные и отрицательные заряды разделены в связи, молекулы с полярными ковалентными связями взаимодействуют с диполями в других молекулах. Это создает диполь-дипольные межмолекулярные силы между молекулами.

Полярные связи — это разделительная линия между чистой ковалентной связью и чистой ионной связью. Чистые ковалентные связи (неполярные ковалентные связи) разделяют электронные пары между атомами поровну. Технически неполярная связь возникает только тогда, когда атомы идентичны друг другу (например,, H 2 газ), но химики считают любую связь между атомами с разницей в электроотрицательности менее 0,4 неполярной ковалентной связью. Углекислый газ (CO 2 ) и метан (CH 4 ) являются неполярными молекулами.

Но разве ионные связи не полярны?

В ионных связях электроны в связи по существу передаются одному атому другим (например, NaCl). Ионные связи образуются между атомами, когда разница электроотрицательностей между ними больше 1.7. Технически ионные связи являются полностью полярными связями, поэтому терминология может сбивать с толку.

Просто помните, что полярная связь относится к типу ковалентной связи, в которой электроны распределяются неравномерно, а значения электроотрицательности немного отличаются. Между атомами образуются полярные ковалентные связи с разностью электроотрицательностей от 0,4 до 1,7.

Примеры молекул с полярными ковалентными связями

Вода (H 2 O) представляет собой молекулу с полярными связями. Значение электроотрицательности кислорода равно 3.44, а электроотрицательность водорода 2,20. Неравенство в распределении электронов объясняет изогнутую форму молекулы. Кислородная «сторона» молекулы имеет чистый отрицательный заряд, в то время как два атома водорода (на другой «стороне») имеют чистый положительный заряд.

Фтористый водород (HF) — еще один пример молекулы, имеющей полярную ковалентную связь. Фтор — более электроотрицательный атом, поэтому электроны в связи более тесно связаны с атомом фтора, чем с атомом водорода.Формируется диполь со стороной фтора, имеющей чистый отрицательный заряд, и стороной водорода, имеющей чистый положительный заряд. Фтористый водород — линейная молекула, потому что здесь всего два атома, поэтому никакая другая геометрия невозможна.

Молекула аммиака (NH 3 ) имеет полярные ковалентные связи между атомами азота и водорода. Диполь таков, что атом азота заряжен более отрицательно, а все три атома водорода находятся на одной стороне от атома азота с положительным зарядом.

Какие элементы образуют полярные связи?

Полярные ковалентные связи образуются между двумя атомами неметалла, которые имеют достаточно разные электроотрицательности друг от друга. Поскольку значения электроотрицательности немного отличаются, связующая электронная пара не одинаково распределяется между атомами. Например, полярные ковалентные связи обычно образуются между водородом и любым другим неметаллом.

Значение электроотрицательности между металлами и неметаллами велико, поэтому они образуют ионные связи друг с другом.Обычно водород действует как неметалл, а не как металл.

Источники

  • Ingold, C.K .; Ингольд, Э. Х. (1926). «Природа чередующегося эффекта в углеродных цепях. Часть V. Обсуждение ароматического замещения с особым упором на соответствующие роли полярной и неполярной диссоциации; и дальнейшее исследование относительной директивной эффективности кислорода и азота». J. Chem. Soc .: 1310–1328. DOI: 10.1039 / jr9262
  • 0
  • Полинг, Л.(1960). Природа химической связи (3-е изд.). Издательство Оксфордского университета. С. 98–100. ISBN 0801403332.
  • Зиай-Моайед, Марьям; Гудман, Эдвард; Уильямс, Питер (ноябрь 1,2000). «Электрическое отклонение полярных жидких потоков: непонятая демонстрация». Журнал химического образования . 77 (11): 1520. DOI: 10.1021 / ed077p1520

Типы ковалентных связей: полярные и неполярные

Электроны по-разному распределяются между ионными и ковалентными связями.Ковалентные связи могут быть неполярными или полярными и реагировать на электростатические заряды.

Ионные связи , как и в поваренной соли (NaCl), возникают из-за электростатических сил притяжения между положительными (Na +) и отрицательно заряженными (Cl-) ионами. Во втором блоке мы сравнили атомы со щенками и электроны с костями, аналогично тому, как работает связь. При ионной связи каждый щенок начинается с электронной кости, но один щенок действует как вор и крадет кость другого щенка (см. Рис. 3-1a).Теперь у одного щенка две электронные кости, а у одного — нет. Поскольку электронные кости в нашей аналогии имеют отрицательный заряд, щенок-вор получает отрицательный заряд из-за дополнительной кости. Щенок, потерявший электронную кость, заряжается положительно. Поскольку у щенка, потерявшего свою кость, заряд противоположен щенку-воришке, щенки удерживаются вместе за счет электростатических сил, как ионы натрия и хлора!

В ковалентных связях , как и в случае газообразного хлора (Cl2), оба атома разделяют и прочно удерживают электроны друг друга.В нашей аналогии каждый щенок снова начинается с электронной кости. Однако вместо того, чтобы один щенок украл кость у другого, оба щенка держатся за обе кости (см. Рис. 3-1b).

Некоторые ковалентно связанные молекулы, такие как газообразный хлор (Cl2), в равной степени разделяют свои электроны (как два одинаково сильных щенка, каждый из которых держит обе кости). Другие ковалентно связанные молекулы, такие как газообразный фтористый водород (HF), не разделяют электроны поровну. Атом фтора действует как немного более сильный щенок, который немного сильнее притягивает общие электроны (см.рис.3-1в). Несмотря на то, что электроны во фтористом водороде являются общими, фторсодержащая сторона молекулы воды сильнее притягивает отрицательно заряженные общие электроны и становится отрицательно заряженной. Атом водорода имеет небольшой положительный заряд, потому что он не может так крепко держаться за отрицательные электронные кости. Ковалентные молекулы с таким типом неравномерного распределения заряда имеют полярность и . Молекулы с полярными ковалентными связями имеют положительную и отрицательную стороны.


Фиг.3-1: Связь на примере щенка. В этой аналогии каждый щенок представляет собой атом, а каждая кость представляет собой электрон.

Вода — полярная ковалентная молекула

Вода (h3O), как и фтористый водород (HF), представляет собой полярную ковалентную молекулу. Если вы посмотрите на диаграмму воды (см. Рис. 3-2), вы увидите, что два атома водорода неравномерно распределены вокруг атома кислорода. Неравномерное распределение электронов между атомами и несимметричная форма молекулы означает, что молекула воды имеет два полюса — положительный заряд на водородном полюсе (сбоку) и отрицательный заряд на кислородном полюсе (сбоку).Мы говорим, что молекула воды электрически полярна.

Рис. 3-2: Различные способы представления полярного распределения электронов в молекуле воды. Каждая диаграмма показывает несимметричную форму молекулы воды. На (a) и (b) полярные ковалентные связи показаны линиями. В части (c) полярные ковалентные связи показаны в виде электронных точек, общих для атомов кислорода и водорода. В части (d) диаграмма показывает относительный размер атомов, а связи представлены касанием атомов.

Деятельность

Полярная ковалентная связь водорода и кислорода в воде приводит к интересному поведению, su

Ориентация молекулы

Вода притягивается положительными и отрицательными электростатическими силами, потому что жидкие полярные молекулы ковалентной воды могут перемещаться, чтобы они могли ориентироваться в присутствии электростатической силы. (см. рис. 3-4).

Эти силы можно увидеть на следующем видео:

Хотя мы не можем видеть отдельные молекулы, мы можем сделать вывод из наших наблюдений, что в присутствии отрицательного заряда молекулы воды поворачиваются так, что их положительные полюса водорода обращены к отрицательно заряженному объекту.То же самое было бы верно в присутствии положительно заряженного объекта; молекулы воды поворачиваются так, что отрицательные полюса кислорода обращены к положительному объекту. См. Рис. 3-5 для интерпретации художника.

Симметрия и асимметрия

Помните, что в полярной молекуле притяжение одного атома сильнее, чем другого. Полярные ковалентные молекулы существуют всякий раз, когда существует асимметрия , или неравномерное распределение электронов в молекуле. Один или несколько из этих асимметричных атомов притягивают электроны сильнее, чем другие атомы.Например, полярный метиловый спирт имеет отрицательный полюс, состоящий из углерода и водорода, и положительный полюс, состоящий из кислорода и водорода (см. Рис. 3-6).

Однако, когда молекулы симметричны , атомы одинаково притягивают электроны и распределение заряда однородно. Симметричные молекулы неполярны. Поскольку неполярные молекулы равномерно разделяют свои заряды, они не реагируют на электростатические заряды, как вода. Ковалентные молекулы, состоящие только из одного типа атомов, такие как газообразный водород (h3), неполярны, потому что атомы водорода делят свои электроны поровну.Молекулы, состоящие из более чем одного типа ковалентно связанных неметаллических атомов, такие как газообразный диоксид углерода (CO2), остаются неполярными, если они симметричны или если их атомы имеют относительно одинаковое притяжение. Даже большие соединения, такие как гексан бензин (С6х24), симметричны и неполярны. Похоже, что электростатические заряды не оказывают большого влияния на неполярные соединения. См. Рис. 3-6 для примеров полярных и неполярных молекул.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.