Ковалентная связь полярная и неполярная ионная: 404 | Университет СИНЕРГИЯ

Содержание

Виды химической связи; ковалентная (полярная и неполярная), ионная, их сходство и различие.

ПЛАН ОТВЕТА:

  1. Химическая связь
  2. Ковалентная связь
    1. неполярная
    2. полярная
    3. Ионная связь
    4. Сходство
    5. Различие

 

 

 

  1. Химическая связь – это сила, соединяющая два или несколько взаимодействующих атомов в молекулы или другие частицы.

Причиной образования химических связей является стремление атомов металлов и неметаллов путём взаимодействия с другими атомами достичь более устойчивой электронной структуры, подобной структуре инертных газов.

Различают три основных вида связи: ковалентную полярную, ковалентную неполярную и ионную.

 

  1. Ковалентная связь – это химическая связь, осуществляемая с помощью общих электронных пар, например, при образовании молекулы водорода неспаренные электроны атомов водорода образуют одну общую электронную пару, т. е. одну химическую связь:

Н · + · Н ® Н ·· Н.

 

а) Ковалентная связь называется неполярной, если общая электронная пара в равной степени принадлежит обоим атомам. Ковалентная неполярная связь возникает между атомами, электроотрицательности которых одинаковы (между атомами одного и того же неметалла),т.е. в простых веществах. Например, в молекулах кислорода, азота, хлора, брома связь ковалентная неполярная.

Cl · + · Cl ® Cl ·· Cl

 

б) Ковалентная связь называется полярной, если общая электронная пара смещена к одному из элементов. Ковалентная полярная связь возникает между атомами, электроотрицательности которых отличаются, но не сильно, т.е. в сложных веществах между атомами неметаллов. Например, в молекулах воды, хлороводорода, аммиака, серной кислоты связь ковалентная полярная.

Н · + · О · + · Н ® Н ·· О ·· Н

H · + · Cl ® H ·· Cl

 

  1. Ионная связь это связь между ионами, осуществляется за счёт притяжения разноимённо заряженных ионов. Например, хлорид калия:

К · – 1? ® К+

K+ [?Cl?]

?Cl · + 1? ® [?Cl?]

Ионная связь возникает между атомами типичных металлов (главная подгруппа первой и второй группы) и атомами типичных неметаллов (главная подгруппа седьмой группы и кислород), например: фторид калия, бромид натрия, оксид кальция.

 

  1. Сходство различных видов связи заключается в их единой природе:

а) при образовании химической связи между атомами взаимодействуют их внешние электронные слои, что приводит к изменению этих электронных слоёв;

б) образование химической связи сопровождается возникновением более устойчивых систем (молекул, атомных, ионных и молекулярных кристаллов) с меньшей энергией, чем отдельные атомы.

 

  1. Различие – в степени поляризации связи (степени смещения связывающих электронных пар):

а) в соединении с ковалентной неполярной связью электроотрицательности атомов одинаковы, поэтому связывающие электронные пары в равной степени принадлежат обоим атомам;

б) в соединении с ковалентной полярной связью электроотрицательности атомов отличаются, но не сильно, поэтому связывающие электронные пары принадлежат обоим атомам, но в большей степени смещены к более электроотрицательному атому;

в) в соединении с ионной связью связывающие электроны полностью принадлежат более электроотрицательному атому.

Химическая связь ковалентная (полярная и неполярная) ионная металлическая водородная

Ахметов М. А.
Подготовка к ЕГЭ по химии 2008

ГОТОВИМСЯ
К ЕГЭ по ХИМИИ http://maratakm.narod.ru

 

 АХМЕТОВ М. А.
УРОК 4.
ОТВЕТЫ НА ЗАДАНИЯ.

Выбрать
другой урок

Химическая связь:
ковалентная (полярная и неполярная),
ионная, металлическая, водородная.

1
Определите тип химической связи в
следующих соединениях Cl2,
Na2O,
CO2,
Na

Cl2
– ковалентная неполярная, так как
связаны два одинаковых атома, являющегося
неметаллом

Na2O
­ – ионная, так как один элемент –
типичный металл, а другой – типичный
неметалл

СО2
– ковалентная полярная, связаны два
различных неметалла

Na
металлическая (Na
металл)

2.
Напишите формулу соединения, имеющего
одновременно полярную ковалентную и
ионную связь.

Na2CO3

Между
атомами металла и кислорода ионная
связь. Все остальные связи ковалентные
полярные (см. рис.)

3.
Напишите формулу соединения, имеющего
одновременно полярную и неполярную
ковалентную связь

С2H5OH
– между атомам углерода связь неполярная,
между другими атомами связь полярная

4.
Почему вода имеет более прочные связи,
чем сероводород?

Кислород – элемент второго
периода, а сера – третьего. Следовательно,
межъядерное расстояние в связи О–Н
меньше, чем в связи
S–Н.
Поэтому связь О–Н более прочная, чем
связь С–Н

5. Изобразите структурную
формулу иона аммония и иона гидроксония

ион
аммония

ион
гидроксония

6.
Почему существует ион NH4+,
но не существует ион CH5+?

Элементы
второго периода имеют во внешнем слое
одну
s
и три
p
орбитали.

2p

2s

Следовательно,
могут быть обобщены не более четырех
электронных пар. Поскольку за единицу
валентности принимается одна электронная
пара, следовательно, валентность может
быть не более четырех. Значит, иона
CH5+
не может существовать.

 

ТЕСТЫ:

А1. Полярность связи наиболее
выражена в молекулах

 

1)

сероводорода

2)

хлора

3)

фосфина

4)

воды

 ОТВЕТ: 4 – кислород наиболее
электроотрицательный элемент

А2. В молекуле какого вещества
химические связи наиболее прочные?

 1)

СF4

2)

CCl4

3)

CBr4

4)

CI4

 ОТВЕТ: 1 – чем меньше
межъядерное расстояние, тем более
прочная связь

А3. Вещество с ковалентной полярной
связью имеет формулу

 

1)

KCl

2)

HBr

3)

Р4

4)

CaCl2

ОТВЕТ: 2 –
связаны два разных неметалла

А4. В аммиаке и хлориде бария
химическая связь соответственно

 

 

1)

ионная и ковалентная полярная

2)

ковалентная полярная и ионная

3)

ковалентная неполярная и
металлическая

4)

ковалентная неполярная и ионная

 ОТВЕТ: 2

А5. Вещества только с ионной
связью приведены в ряду:

 

1)

F2,
CCl4,
KCl

2)

NaBr, Na2O,
KI

3)

SO2,
P4,
CaF2

4)

H2S,
Br2,
K2S

 ОТВЕТ: 2 – ионная связь между
металлом и неметаллом

А6. Соединение с ионной связью
образуется при взаимодействии

 

 

1)

CH4  
и  O2

2)

NH3 
и  HCl

3)

C2H6  
и  HNO3

4)

SO3  
и 
H2O

 ОТВЕТ: 2. NH3+HCl=NH4+Cl

А7. В каком ряду все вещества
имеют ковалентную полярную связь?

 

 

1)

HCl,
NaCl,
Cl2

2)

O2,
H2O,
CO2

3)

H2O,
NH3,
CH4

4)

NaBr, HBr, CO

 ОТВЕТ: 3

А8. В каком ряду записаны формулы
веществ только с ковалентной полярной
связью?

 

1)

Cl2,
NH3,
HCl

2)

HBr, NO, Br2

3)

H2S,
H2O,
S8

4)

HI,
H2O,
PH3

 ОТВЕТ: 4

А9. Соединениями с ковалентной
полярной и ковалентной неполярной
связью являются соответственно

 

1)

вода и сероводород

2)

бромид калия и азот

3)

аммиак и водород

4)

кислород и метан

 ОТВЕТ: 3

А10. Вещество, обладающее электронной
проводимостью, ковкостью, блеском,
образовано химической связью

 1)  атомной

2)  ионной

3)  металлической

4)  молекулярной

 ОТВЕТ: 3

А11. Веществом с неполярной
ковалентной связью является

 1)  белый фосфор

2)  оксид фосфора (V)

3)  оксид углерода (П)

4)  оксид кремния (IV)

 ОТВЕТ: 1

А12. Веществами с неполярной
ковалентной связью являются

 1)  вода и алмаз

2)  водород и хлор

3)  медь и азот

4)  бром и метан

ОТВЕТ:
2

А13. Ионная связь характерна для

1) KCl        
            
2) Cl2          
                                
3) NH3           
             
4) SO2

ОТВЕТ:
1

 

А14. Водородная связь наиболее
характерна для

 1)  алканов

2)  альдегидов

3)  спиртов

4)  алкинов

 ОТВЕТ

А15. Химическая связь в хлороводороде
и хлориде бария соответственно

 1)  ковалентная полярная и
ионная

2)  ковалентная неполярная и
ионная

3)  ковалентная полярная и
металлическая

4)  ковалентная неполярная и
металлическая

 ОТВЕТ: 1

А16.  Ковалентная неполярная
связь образуется между

 1)  атомами металла и
неметалла

2)  ионами металла и неметалла

3)  атомами одного и того же
неметалла

4)  атомами различных неметаллов

 ОТВЕТ: 3

А17. Химическая связь, образующаяся
при взаимодействии атомов неметаллов
с одинаковой электротрицательностью
называется 

 1)

ковалентная
полярная             

2)

ковалентная
неполярная          

3)

ионная

4)

металлическая

 ОТВЕТ: 2

 А18. В ряду CH3Cl,
СН3Br,
CH3I
полярность связи С-Hal

 1)

увеличивается

2)

уменьшается  

3)

не изменяется

4)

сначала
увеличивается, затем уменьшается

 ОТВЕТ: 2

  А19. Вещества, формулы которых
NaF,
HCl,
N2,
образованы химическими связями
соответственно

 1)

ковалентной
неполярной, ковалентной полярной,
ионной

2)

ионной,
ковалентной неполярной, ковалентной
полярной      

3)

ионной,
ковалентной полярной ковалентной
неполярной

4)

ковалентной
полярной, ионной, ковалентной неполярной

 ОТВЕТ: 3

А20. Химический элемент, в атоме
которого электроны по слоям распределены
так: 2, 8, 8, 2  образует с водородом
химическую связь

 1)

ковалентную
полярную   

2)

ковалентную
неполярную                 

3)

ионную 

4)

металлическую

 ОТВЕТ: 3

А21. В молекулах какого соединения
полярность связи наименьшая?

 1)

вода

2)

сероводород

3)

селеноводород

4)

теллуроводород

 ОТВЕТ: 4

А22. Водородная связь не
характерна
 для вещества,
формула которого

 1)

H2O

2)

NH3

3)

HF

4)

CH4

 ОТВЕТ: 4 – водородную связь
способны образовывать атомы водорода,
связанные с сильно электроотрицательными
атомами.

А23. Водородная связь образуется
между молекулами

 1)

С6Н6

2)

СН2ОНСН2ОН

3)

СН3ОСН3

4)

СН3СООСН3

 ОТВЕТ: 2

А24. Длина химической связи
элемент–водород в ряду соединений
СН4–NH3–H2O–HF

1)

уменьшается

2)

увеличивается

3)

сначала
увеличивается, затем уменьшается

4)

сначала
уменьшается, затем увеличивается

ОТВЕТ: 1 – размеры атомов
уменьшаются, значит будет и уменьшатся
межъядерное расстояние

Химическая связь

1.  Ковалентная неполярная связь образуется за счет общих электронных пар в простых веществах — неметаллах (H2, O2, Cl2, N2)

2. Ковалентная полярная связь образуется в сложных веществах между атомами неметаллов (HCl, H2O, NH3)

3. Ионная связь возникает в сложных веществах между разноименно заряженными ионами металлов и неметаллов (NaCl, CaO)

4. Металлическая связь образуется в простых веществах металлах за счет свободных электронов и положительных ионов (Al, Fe, Cu)

Давайте порассуждаем вместе

1. Вещество с ковалентной неполярной связью имеет формулу:

1) HF

2) F2

3) NaF

4) Ca

 

Ответ: простым веществом-неметаллом является фтор F2, значит в молекуле фтора связь ковалентная неполярная.

2. Вещество с ковалентной полярной связью имеет формулу:

1)  PF5

2) S8

3) KCl

4) Mg

 

Ответ: сложным веществом, состоящим из атомов неметаллов является фторид фосфора (V), значит в этом веществе ковалентная полярная связь

3. Вещество с ионной связью имеет формулу:

1) H2S

2) P4

3) Ag

4) BaF2

 

Ответ: сложным веществом, состоящим из ионов металла бария и неметалла фтора, является фторид бария, значит в этом веществе ионная связь.

4. Веществом с металлической связью является:

1) аммиак

2) цинк

3) хлорид магния

4) озон

 

Ответ: Цинк является простым веществом — металлом, значит связь в цинке металлическая

5. Гидроксид натрия образован

1) металлической и ковалентной связями

2) только ионной связью

3) ионной и ковалентной связями

4) только ковалентной связью

 

Ответ: Связь между ионом натрия и гидроксид-ионом ионная, а между атомом кислорода и атомом водорода ковалентная полярная

6. Ковалентная полярная связь присутствует в веществе

1) железо

2) серная кислота

3) кислород

4) бромид калия

 

Ответ: ковалентная полярная связь присутствует в серной кислоте, так как это вещество сложное и образовано атомами водорода, кислорода и серы (неметаллами)

7. Химическая связь соответственно: ионная, ковалентная полярная, металлическая, ковалентная неполярная

Решение задач по химии — любой сложности. Готовые и на заказ.

1) NaCl, SO2, Ca, H2

2) HCl, Al, Cl2, CuCl2

3) K, CO2, FeBr3, O2

4) F2, Zn, H2O, BaS

 

Ответ: хлорид натрия — вещество с ионной связью, оксид серы (IV) — вещество с ковалентной связью, кальций — простое вещество — металл, связь металлическая, в молекуле водорода — связь ковалентная неполярная

Химическая связь ковалентная неполярная — Справочник химика 21





    Приведите примеры, когда один и тот же элемент может образовывать различные виды химической связи ионную, ковалентную полярную и ковалентную неполярную, [c.45]

    На электронных схемах пару точек, изображающих электроны, при помощи которых осуществляется химическая связь, принято располагать либо посередине между символами атомов, либо ближе к одному из них, в зависимости от того, идет ли речь о ковалентной неполярной или полярной связи или о ионной связи.[c.12]








    Рассмотренными тремя основными видами химической связи (ковалентная неполярная, ковалентная полярная и ионная) далеко не исчерпываются все возможности взаимодействия элементарных частиц между собой. [c.88]

    Приведите по три формулы веществ, различающихся видом химической связи (ковалентной неполярной, ковалентной полярной, ионной). В состав веществ должны входить элементы VI группы периодической системы. [c.51]

    Одним из важных разделов теоретической химии является учение о химической связи. Ковалентная связь осуществляется общей электронной парой, облако которой по-разному может распределяться в пространстве относительно ядер атомов Если электронное облако располагается симметрично между ядрами обоих атомов, то такая связь является неполярной ковалентной связью. Если электронное облако смещается в сторону более электроотрицательного атома, то происходит поляризация связи. Такая ковалентная связь называется полярной. Другой разновидностью химической связи является ионная связь, которую следует рассматривать как результат полного переноса электрона от одного атома к другому. Здесь допускается, что связь обусловлена силами электростатического притяжения между частицами противоположного заряда, В металлах между атомами осуществляется металлическая связь, характерной особенностью которой является обобществление валентных электронов множеством атомов в кристалле (делокализация). [c.87]

    Рассмотренными тремя основными видами химической связи (ковалентная неполярная, ковалентная полярная и ионная) далеко не [c.85]

    Пели вещество состоит из атомов одного химического элемента (неметалла), то электроотрицательности всех атомов, очевидно, одинаковы. Связь ковалентная неполярная. [c.68]

    Химическая связь — это взаимодействие двух атомов, осуществляемое путем обмена электронами. При образовании химической связи атомы стремятся приобрести устойчивую восьмиэлектронную (октет) или двухэлектронную (дублет) оболочки. Различают следующие виды химической связи ковалентная (полярная и неполярная обменная и донорно-акцептор-ная), ионная, водородная, металлическая. [c.107]

    Виды химической связи ковалентная (полярная и неполярная), ионная, металлическая, водородная. Механизмы образования ковалентной связи обменный и донорно-акцепторный. Энергия связи. Электроотрицательность. Полярность связи, индуктивный эффект. Кратные связи. Модель гибридизации орбиталей. Связь электронной структуры молекул с их геометрическим строением (на примере соединений элементов 2-го периода). Делокализация электронов в сопряженных системах, мезомерный эффект. [c.500]

    Каждый из перечисленных видов химической связи может видоизменяться в зависимости от различных признаков. Если в качестве такого признака выбрать степень перераспределения электронной плотности между атомами при образовании химической связи, то можно выделить связи неполярную, полярную и сильно полярную. Неполярная и полярная короткодействующая химическая связь является тем видом связи, который хорошо известен как ковалентная химическая связь. Сильно полярная химическая связь представлялась независимой от ковалентной связи и исторически получила название ионной. [c.114]

    Если электронная пара связывает одинаковые атомы, она в равной степени принадлежит каждому из них. Такая ковалентная химическая связь называется неполярной. Если же электронная пара связывает два разные атома, она всегда смещена в сторону одного из них, проявляющего большее сродство к электрону. Такая ковалентная связь называется полярной. [c.90]

    Таким образом, при взаимодействии двух атомов одного и того же элемента перекрывание атомных орбиталей с образованием электронной пары, в равной мере принадлежащей обоим атомам, приводит к возникновению химической связи, называемой неполярной ковалентной связью При взаимодействии атомов различных элементов с близким значением электронного сродства общие электронные пары, образующие химические связи, смещаются в сторону более электроотрицательного элемента. Такая связь называется полярной ковалентной связью.[c.55]

    Строение ядер и электронных оболочек атомов химических элементов, J-, р-, -элементы. Периодический закон и строение периодической системы. Изотопы. Типы химических связей ковалентная (полярная и неполярная), ионная, водородная, металлическая. Строение комплексных соединений. Агрегатные состояния веществ, вещества аморфные и кристаллические. Типы кристаллических решеток. [c.756]

    При объяснении строения фтора и азота кадры диафильма позволяют понять, почему при образовании молекулы фтора образуется одна химическая связь, а при образовании азота — три. С этой целью приводятся электронные формулы атомов (схематическое изображение заполнения квантовых ячеек). Учитель уточняет, что только неспаренные электроны атомов участвуют в образовании неполярной ковалентной связи. Приведенные схемы перекрывания электронных облаков, символические схемы образования молекул из одиночных атомов, а также величины энергий связи обеспечивают более глубокое понимание сложных теоретических вопросов.[c.124]








    Химическую связь, образованную электронами, принадлежащими обоим связываемым атомам, называют ковалентной. Промежуточный тип связи, когда электроны несколько смещены от одного атома к другому, называют полярной ковалентной связью. Это наиболее распространенный вид связи, он реализуется в большинстве соединений. Соединений с неполярной ковалентной связью и связью, близкой к чисто ионной, существует немного. [c.73]

    Ионную связь можно рассматривать как предельную полярную химическую связь, для которой эс фективный заряд атома близок к единице. В то же время для неполярной ковалентной связи эф-  [c.41]

    П. Укажите главную причину химической инертности ГТК к большинству реагентов при нормальных условиях. а. Нет третичных атомов углерода б. Все связи — ковалентные в. Все связи — ковалентные и неполярные [c.9]

    Какой тип химической связи характерен для простого вещества кремния (ковалентная неполярная связь) [c. 102]

    Таким образом, ТПЛ (метод МО ЛКАО) отражает реальное существование определенной ковалентности связи в комплексных соединениях. Достигая тех же результатов, что и ТКП, метод МО ЛКАО превосходит ее, учитывая возможности образования других связей, помимо чисто электростатических. Поэтому в теории поля лигандов получила объяснение химическая связь не только в ионогенных, но и в таких координационных соединениях, как соединения металлов с олефинами, в карбонилах металлов, сэндвичевых и других соединениях, где лигаНды — малополярные или неполярные молекулы и поэтому электростатическая природа связи металл — лиганд исключается. [c.250]

    Виды химической связи иоииая, ковалентная, полярная и неполярная. Заряд иоиа. Валентность и степень окисления. Поляризация. Кристаллическая решетка [c.57]

    Ионную связь можно рассматривать как предельную полярную химическую связь, для которой эффективный заряд атома близок к единице. В то же время для неполярной ковалентной связи эффективный заряд атомов равен нулю. Химическая связь большинства соединений является полярной, т. е. имеет промежуточный характер между неполярной ковалентной и ионной связями. Можно сказать, что такая ковалентная связь имеет частично ионный характер. Долю ионного характера связи называют степенью ионности, которая количественно характеризуется эффективными зарядами атомов в молекуле. Например, степень ионности молекул H I и LiF равна 0,17 и 0,9 соответственно. Поэтому указанным соединениям присущи и ковалентная и ионная связи. Степень ионности связи возрастает с увеличением разности электроотрицательности образующих ее атомов (рис. II.2). [c.35]

    Ковалентная неполярная связь. При соединении атомов с одинаковыми электроотрицательностями образуются молекулы с ковалентной неполярной связью. Вспомним, что такая связь, например, существует в молекулах газообразных веществ, состоящих из одинаковых атомов Нг, Рг, СЬ, Ог, N2. В этих случаях химические связи образуются за счет общих электронных пар, т. е. при перекрывании соответствующих электронных облаков, обусловленном электронно-ядерным взаимодействием, которое осуществляется при сближении атомов. [c.73]

    Между атомами могут возникать различные взаимодействия в зависимости от их физико-химических характеристик, а главным образом от значений электроотрицательности (ЭО), определяющей ориентировку электронов относительно атомов, уже вошедших в состав молекулы. Основными видами связи можно считать связи, устанавливающиеся между атомами, вступающими в соединение между собой а) ковалентная неполярная связь б) ковалентная полярная и в) ионная связь. К основным видам связи следует отнести и металлическую связь, однако она характерна не для замкнутых молекул, а для кристаллов металлического типа. Вообще говоря, ионная связь также характерна для кристаллического состояния веществ. [c.70]

    Атомные решетки построены из атомов, связанных между собой ковалентными неполярными связями. Эти химические связи определяют геометрию кристаллов и энергию кристаллической решетки, которая характеризует прочность и устойчивость данного кристалла. Так как строение атома периодично, то, казалось бы, и строение кристаллов тоже должно быть периодичным, но это выполняется не строго, поскольку атомы могут перестраивать свои орбитали при различных степенях возбуждения и таким образом изменять свои химические связи. Это ведет к образованию различных форм кристаллов — полиморфизму или аллотропическим модификациям у данного элемента. У его электронных аналогов, находящихся в разных периодах, возможно возникновение других форм связи за счет наличия другого числа свободных орбиталей. [c.103]

    Таким образом, нет принципиального различия в механизме возникновения неполярной ковалентной, полярной ковалентной и ионной связей. Они различаются лишь степенью поляризации общих электронных пар. Природа химической связи едина. [c.98]

    Предсказать полярный характер связи можно на основании относительной электроотрицательности или электрического момента диполя. Чем больше разность относительных электроотрицательностей атомов (обозначим ее через А), тем сильнее выражена полярность. Предельная величина А у СзР в этом соединении химическая связь между атомами ионная. При А=0 связь будет неполярная ковалентная, в промежуточных случаях — полярная ковалентная. [c.98]

    По характеру соединения атомов друг с другом различают шесть основных видов химической связи ковалентную неполярную ковалентную, полярную, или гомеопо-лярную ионную, или гетерополярную донорно-акцеп-торную металлическую межмолекулярную. [c.27]

    Занятие 2. Химическая связь. Валентность. Ковалентная связь, ее сво -ства. Неполярная и полярная связь. Ионная связь. Определение дипольных моментов. Геометрическая /Тюрмула молекул. Расчет э г ективныу зарядов. Занятие 3. Донорно-акцепторняя, водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие. Метоп МО. [c.181]

    Природа физико-химических взаимодействий в промывочных жидкостях определяется действующими межатомными и молекулярными силами. Эти силы, обусловленные расположением и движением в атомах и молекулах электрических зарядов и вследствие этого имеющие электрическую природу, определяют свойства и характер взаимодействия компонентов, которые содержатся в фазах промывочных жидкостей — минералов, воды, химических реагентов, газов и др. Несмотря на единую электрическую природу, эти силы различны, а потому отличаются и связи, возникающие при их взамодействии. В настоящее время различают пять основных форм связи ионную (гетеронолярную), ковалентную (неполярную или гомеополярную), водородную, металлическую и молекулярно-поляризационную, обусловленную силами Ван-дер-Ва-альса. [c.7]

    Рис, 9,1 построен на основании того, что ко-валентьюсть атома определяется неполярной со-став,ляющей химической связи, а электровалентность — эффективными зарядами атомов. Из рис, 9,1 также видно, что, хотя ковалентность и электровалентности атомов изменяются различным образом, сумма ковалентности и модуля электровалентности, т. е. валентность, атома остается постоянной. [c.259]

    Химическая связь, осуществляемая оби ей электронной парой, называется атомной или ковалентной . Это двухэлектроиная и двухцентровая (удерживает два атома) связь. Соединения с ковалентной связью называются атомными. Различают две резно-видностн ковалентной связи неполярную и полярную.[c.42]

    Из курса химии VIII класса вам известно, что атомы могут соединяться друг с другом с образованием как простых, так и сложных веществ. При этом возникают различного рода химические связи ионная, ковалентная (неполярная и полярная), металлическая и водородная. Вспомним, что один из существенных показателей, определяющих, какая связь образуется между атомами — ионная или ковалентная,— это электроотрицательность, т. е. способность атомов притягивать к себе электроны от других атомов. При этом следует учесть, что электроотрицательности атомов злементов изменяются постепенно. В периодах периодической системы слева направо численные значения электроотрицательностей возрастают, а в группах сверху вниз — уменьшаются. Так как тип связи зависит от разности значений электроотрицательностей соединяющихся атомов элементов, то провести резкую границу между отдельными типами химической связи нельзя. В зависимости от того, к какому из предельных случаев химическая связь ближе по своему характеру, ее относят к ионной или ковалентной полярной.[c.72]

    В соединениях, образованных тремя и более элементами, между атомами могут быть различные типы химической связи. Так, в молекуле гидросульфата натрия NaHSOi связь между натрием и группой SO4 ионная, между водородом и кислородом — полярная ковалентная, а между серой и кислородом близка к неполярной ковалентной. Поэтому в водном растворе эта молекула полностью диссоциирует на ионы Na+ и HSO4″. Под влиянием полярных молекул воды частично диссоциирует ион HSO4 на Н+ и SO4 . Ион же SO4 , подобно молекулам О2, N2, диссоциации не подвергается. [c.99]


Элементы с ковалентной неполярной связью. Ковалентная связь. Основные свойства ковалентных связей

Различают четыре основных вида химической связи:

1. Ковалентная связь
осуществляется общими электронными парами.
Она образуется в результате перекрывания электронных облаков (орбиталей) атомов неметаллов.
Чем больше перекрывание электронных облаков, тем прочнее химическая связь. Ковалентная связь бывает полярная и неполярная.
Ковалентная неполярная
связь
возникает между атомами одного вида, у которых электроотрицательность одинакова. (Электроотрицательность – это свойство атомов притягивать к себе электроны). Например, образование молекулы водорода можно показать схемой:

H .
+ .
H = H (:
) H H 2

или H .
+ .
H = H – H

Аналогично образуются молекулы O 2 , Cl 2 , N 2 , F 2 и др.

Неполярная ковалентная связь симметрична. Электронное облако, образованное общей (поделенной) электронной парой, одинаково принадлежит двум атомам.

Полярная ковалентная
связь
возникает между атомами, электроотрицательности которых отличаются, но незначительно. В этом случае общая электронная пара сдвигается в сторону более электроотрицательного элемента, например, при образовании молекулы хлороводорода электронное облако связи смещено к атому хлора. За счет этого смещения атом хлора приобретает частичный отрицательный заряд, а атом водорода – частичный положительный заряд, а образующаяся молекула является полярной.

H + Cl = H Cl H → Cl HCl

Аналогично образуются молекулы HBr, HI, HF, H 2 O, CH 4 и т.д.

Ковалентные связи
бывают одинарные
(осуществляются одной общей электронной парой), двойные
(осущ. двумя общими электронными парами), тройные
(осущ. тремя общими электронными парами). Например, в этане все связи одинарные, в этилене присутствует двойная связь, а в ацетилене – тройная связь.

Этан: CH 3 –CH 3 Этилен: CH 2 = CH 2 Ацетилен: CH ≡ CH

2. Ионная связь
возникает в соединениях, образуемых атомами элементов, которые сильно отличаются по электроотрицательности, т. е. с резко противоположными свойствами (атомы металлов и неметаллов). Ионы – это заряженные частицы, в которые превращаются атомы в результате отдачи или присоединения электронов.

Ионная связь образуется за счет электростатического притяжения разноименно заряженных ионов.
Например, атом натрия, отдавая свой электрон, превращается в положительно заряженный ион, а атом хлора, принимая этот электрон, превращается в отрицательно заряженный ион. За счет электростатического притяжения между ионами натрия и хлора возникает ионная связь:

Na + Cl Na + + Cl – Na + Cl –

Молекулы хлорида натрия существуют только в парообразном состоянии. В твердом (кристаллическом) состоянии ионные соединения состоят из закономерно расположенных положительных и отрицательных ионов. Молекулы в этом случае отсутствуют.

Ионную связь можно рассматривать как крайний случай ковалентной связи.

3. Металлическая связь
существует в металлах и сплавах
. Она осуществляется за счет притяжения между ионами металла и обобществленными электронами (это валентные электроны, которые покинули свои орбитали и перемещаются по всему куску металла между ионами – « электронный газ »).

4. Водородная связь
– это своеобразная связь, которая возникает между атомом водорода одной молекулы, имеющим частичный положитедьный заряд, и электроотрицательным атомом другой или той же самой молекулы. Водородная связь может быть межмолекулярной и внутримолекулярной. HF…HF…HF.Обозначается точками. Слабее ковалентной.

Данные по энергии ионизации (ЭИ), ПЭИ и составу стабильных молекул — их настоящие значения и сравнения — как свободных атомов, так и атомов, связанных в молекулы, позволяют нам понять как атомы образуют молекулы посредством механизма ковалентной связи.

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ
— (от латинского «со» совместно и «vales» имеющий силу) (гомеополярная связь), химическая связь между двумя атомами, возникающая при обобществлении электронов, принадлежавших этим атомам. Ковалентной связью соединены атомы в молекулах простых газов. Связь, при которой имеется одна общая пара электронов, называется одинарной; существуют также двойные и тройные связи.

Рассмотрим несколько примеров, чтобы увидеть, как мы можем использовать наши правила для определения количества ковалентных химических связей, которые может образовать атом, если мы знаем количество электронов на внешней оболочке данного атома и заряд его ядра. Заряд ядра и количество электронов на внешней оболочке определяются экспериментальным путем и включены в таблицу элементов.

Расчет возможного числа ковалентных связей

Для примера, подсчитаем количество ковалентных связей, которые могут образовать натрий (Na),
алюминий (Al),
фосфор (P),
и хлор (Cl)
.
Натрий (Na)
и алюминий (Al)
имеют, соответственно 1 и 3 электрона на внешней оболочке, и, по первому правилу (для механизма образования ковалентной связи используется один электрон на внешней оболочке), они могут образовать:натрий (Na)
— 1 и алюминий (Al)
— 3 ковалентных связи. После образования связей количество электронов на внешних оболочках натрия (Na)
и алюминия (Al)
равно, соответственно, 2 и 6; т.е., менее максимального количества (8) для этих атомов. Фосфор (P)
и хлор (Cl)
имеют, соответственно, 5 и 7 электронов на внешней оболочке и, согласно второй из вышеназванных закономерностей, они могли бы образовать 5 и 7 ковалентных связей. В соответствии с четвертой закономерностью образование ковалентной связи, число электронов на внешней оболочке этих атомов увеличивается на 1. Согласно шестой закономерности, когда образуется ковалентная связь, число электронов на внешней оболочке связываемых атомов не может быть более 8. То есть, фосфор (P)
может образовать только 3 связи (8-5 = 3), в то время как хлор (Cl)
может образовать только одну (8-7 = 1).

Пример:
на основании анализа мы обнаружили, что некое вещество состоит из атомов натрия (Na)
и хлора (Cl)
. Зная закономерности механизма образования ковалентных связей, мы можем сказать, что натрий (Na
) может образовать только 1 ковалентную связь. Таким образом, мы можем предположить, что каждый атом натрия (Na)
связан с атомом хлора (Cl)
посредством ковалентной связи в этом веществе, и что это вещество состоит из молекул атома NaCl
. Формула строения для этой молекулы: Na — Cl.
Здесь тире (-) означает ковалентную связь. Электронную формулу этой молекулы можно показать следующим образом:
. .
Na: Cl:
. .
В соответствии с электронной формулой, на внешней оболочке атома натрия (Na)
в NaCl
имеется 2 электрона, а на внешней оболочке атома хлора (Cl)
находится 8 электронов. В данной формуле электроны (точки) между атомами натрия (Na)
и
хлора (Cl)
являются связующими электронами. Поскольку ПЭИ у хлора (Cl)
равен 13 эВ, а у натрия (Na)
он равен 5,14 эВ, связующая пара электронов находится гораздо ближе к атому Cl
, чем к атому Na
. Если энергии ионизации атомов, образующих молекулу сильно различаются, то образовавшаяся связь будет полярной
ковалентной связью.

Рассмотрим другой случай. На основании анализа мы обнаружили, что некое вещество состоит из атомов алюминия (Al)
и атомов хлора (Cl)
. У алюминия (Al)
имеется 3 электрона на внешней оболочке; таким образом, он может образовать 3 ковалентные химические связи, в то время
хлор (Cl)
, как и в предыдущем случае, может образовать только 1 связь. Это вещество представлено как AlCl 3
, а его электронную формулу можно проиллюстрировать следующим образом:

Рисунок 3.1. Электронная формула
AlCl
3

чья формула строения:
Cl — Al — Cl
Cl

Эта электронная формула показывает, что у AlCl 3
на внешней оболочке атомов хлора (Cl
) имеется 8 электронов, в то время, как на внешней оболочке атома алюминия (Al)
их 6. По механизму образования ковалентной связи, оба связующих электрона (по одному от каждого атома) поступают на внешние оболочки связываемых атомов.

Кратные ковалентные связи

Атомы, имеющие более одного электрона на внешней оболочке, могут образовывать не одну, а несколько ковалентных связей между собой. Такие связи называются многократными (чаще кратными
) связями. Примерами таких связей служат связи молекул азота (N
=
N
) и кислорода (O = O
).

Связь, образующаяся при объединении одинарных атомов называется гомоатомной ковалентной связью,е
сли атомы разные, то связь называется гетероатомнной ковалентной связью
[греческие префексы «гомо» и «гетеро» соответственно означают одинаковые и разные].

Представим, как в действительности выглядит молекула со спаренными атомами. Самая простая молекула со спаренными атомами — это молекула водорода.

Ковалентная связь
(от латинского «со» совместно и «vales» имеющий силу) осуществляется за счет электронной пары, принадлежащей обоим атомам. Образуется между атомами неметаллов.

Электроотрицательность неметаллов довольно велика, так что при химическом взаимодействии двух атомов неметаллов полный перенос электронов от одного к другому (как в случае ) невозможен. В этом случае для выполнения необходимо объединение электронов.

В качестве примера обсудим взаимодействие атомов водорода и хлора:

H 1s 1 — один электрон

Cl 1s 2 2s 2 2
p 6 3

s 2 3
p 5

— семь электронов на внешнем уровне

Каждому из двух атомов недостает по одному электрону для того, чтобы иметь завершенную внешнюю электронную оболочку. И каждый из атомов выделяет „в общее пользование” по одному электрону. Тем самым правило октета оказывается выполненным. Лучше всего изобра­жать это с помощью формул Льюиса:

Образование ковалентной связи

Обобществленные электроны принадлежат теперь обоим атомам. Атом водорода имеет два электрона (свой собственный и обобществленный электрон атома хлора), а атом хлора — восемь электронов (свои плюс обобществленный электрон атома водорода). Эти два обобществленных электрона образуют ковалентную связь между атомами водорода и хло­ра. Образовавшаяся при связывании двух атомов частица называется молекулой.

Неполярная ковалентная связь

Ковалентная связь может образоваться и между двумя одинаковы­ми
атомами. Например:

Эта схема объясняет, почему водород и хлор существуют в виде двухатомных молекул. Благодаря спариванию и обобществлению двух элек­тронов удается выполнить правило октета для обоих атомов.

Помимо одинарных связей может образовываться двойная или тройная ковалентная связь, как, например, в молекулах кислорода О 2 или азота N 2 . Атомы азота имеют по пять валентных электронов, следовательно, для завершения оболочки требуется еще по три электро­на. Это достигается обобществлением трех пар электронов, как показано ниже:

Ковалентные соединения — обычно газы, жидкости или сравнитель­но низкоплавкие твердые вещества. Одним из редких исключений явля­ется алмаз, который плавится выше 3 500 °С. Это объясняется строением алмаза, который представляет собой сплошную решетку ковалентно связанных атомов углерода, а не совокупность отдельных молекул. Фак­тически любой кристалл алмаза, независимо от его размера, представля­ет собой одну огромную молекулу.

Ковалентная связь возникает при объединении электронов двух атомов неметаллов. Возникшая при этом структура называется молекулой.

Полярная ковалентная связь

В большинстве случаев два ковалентно связанных атома имеют раз­ную
электроотрицательность и обобществленные электроны не принад­лежат двум атомам в равной степени. Большую часть времени они нахо­дятся ближе к одному атому, чем к другому. В молекуле хлороводорода, например, электроны, образующие ковалентную связь, располагаются ближе к атому хлора, поскольку его электроотрицательность выше, чем у водорода. Однако разница в способности притягивать электроны не столь велика, чтобы произошел полный перенос электрона с атома водо­рода на атом хлора. Поэтому связь между атомами водорода и хлора можно рассматривать как нечто среднее между ионной связью (полный перенос электрона) и неполярной ковалентной связью (симмет­ричное расположение пары электронов между двумя атомами). Частич­ный заряд на атомах обозначается греческой буквой δ. Такая связь называется полярной ковалентной

связью, а о молеку­ле хлороводорода говорят, что она полярна, т. е. имеет положительно заряженный конец (атом водорода) и отрицательно заряженный конец (атом хлора).

В таблице ниже перечислены основные типы связей и примеры веществ:

Обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи

1) Обменный механизм. Каждый атом дает по одному неспаренному электрону в общую электронную пару.

2) Донорно-акцепторный механизм. Один атом (донор) предоставляет электронную пару, а другой атом (акцептор) предоставляет для этой пары свободную орбиталь.

7.11. Строение веществ с ковалентной
связью

Вещества, в которых из всех типов химической
связи присутствует только ковалентная, делятся
на две неравные группы: молекулярные (очень
много) и немолекулярные (значительно меньше).
Кристаллы твердых молекулярных веществ состоят
из слабо связанных между собой силами
межмолекулярного взаимодействия молекул. Такие
кристаллы не обладают высокой прочностью и
твердостью (вспомните лед или сахар). Невысоки у
них также температуры плавления и кипения (см.
таблицу 22).

Таблица 22. Температуры плавления и
кипения некоторых молекулярных веществ

Вещество

Вещество

H 2 – 259 – 253 Br 2 – 7 58
N 2 – 210 – 196 H 2 O 0 100
HCl – 112 – 85 P 4 44 257
NH 3 – 78 – 33 C 10 H 8 (нафталин) 80 218
SO 2 – 75 – 10 S 8 119

В отличие от своих молекулярных
собратьев немолекулярные вещества с ковалентной
связью образуют очень твердые кристаллы.
Кристаллы алмаза (самого твердого вещества)
относятся именно к этому типу.
В кристалле алмаза (рис. 7.5) каждый атом углерода
связан с четырьмя другими атомами углерода
простыми ковалентными связями (sр 3 -гибридизация).
Атомы углерода образуют трехмерный каркас. По
существу весь кристалл алмаза представляет
собой одну огромную и очень прочную молекулу.
Такое же строение имеют и кристаллы кремния,
широко применяемые в радиоэлектронике и
электронной технике.
Если заменить половину атомов углерода в алмазе
на атомы кремния, не нарушая каркасную структуру
кристалла, то получится кристалл карбида кремния
SiC – также очень твердого вещества,
используемого как абразивный материал. Обычный
кварцевый песок (диоксид кремния) тоже относится
к этому типу кристаллических веществ. Кварц –
очень твердое вещество; под названием »
наждак» он также используется как абразивный
материал. Структуру кварца легко получить, если в
кристалле кремния между каждыми двумя атомами
кремния вставит атомы кислорода. При этом каждый
атом кремния окажется связанным с четырьмя
атомами кислорода, а каждый атом кислорода – с
двумя атомами кремния.

Кристаллы алмаза, кремния, кварца и подобные им
по структуре называют атомными кристаллами.
Атомный кристалл – кристалл, состоящий из атомов
одного или нескольких элементов, связанных
химическими связями.
Химическая связь в атомном кристалле может быть
ковалентной или металлической.
Как вы уже знаете, любой атомный кристалл, как и
ионный, представляет собой огромную »
супермолекулу» . Структурную формулу такой »
супермолекулы» записать нельзя – можно только
показать ее фрагмент, например:

В отличие от молекулярных веществ, вещества,
образующие атомные кристаллы, – одни из самых
тугоплавких (см. таблицу 23.).

Таблица 23. Температуры плавления и
кипения некоторых немолекулярных веществ
с ковалентными
связями

Такие высокие температуры плавления вполне
понятны, если вспомнить, что при плавлении этих
веществ рвутся не слабые межмолекулярные, а
прочные химические связи. По этой же причине
многие вещества, образующие атомные кристаллы,
при нагревании не плавятся, а разлагаются или
сразу переходят в парообразное состояние
(возгоняются), например, графит возгоняется при
3700 o С.

Кремний – Si.
Очень
твердые, хрупкие кристаллы кремния по виду
похожи на металлические, тем не менее он –
неметалл. По типу электропроводности это
вещество относится к полупроводникам, что и
определяет его громадное значение в современном
мире. Кремний – важнейший полупроводниковый
материал. Радиоприемники, телевизоры,
компьютеры, современные телефоны, электронные
часы, солнечные батареи и многие другие бытовые и
промышленные приборы содержат в качестве
важнейших элементов конструкции транзисторы,
микросхемы и фотоэлементы, изготовленные из
монокристаллов особочистого кремния.
Технический кремний используется в производстве
сталей и в цветной металлургии. По химическим
свойствам кремний – довольно инертное вещество,
вступает в реакции только при высокой
температуре

Диоксид кремния – SiO 2 .

Другое название этого вещества – кремнезем.
Диоксид кремния встречается в природе в двух
видах: кристаллическом и аморфном. Многие
полудрагоценные и поделочные камни являются
разновидностями кристаллического диоксида
кремния (кварца): горный хрусталь, яшма, халцедон,
агат. а опал – аморфная форма кремнезема. Кварц
очень широко распространен в природе, ведь и
барханы в пустынях, и песчаные отмели рек и морей
– все это кварцевый песок. Кварц – бесцветное
кристаллическое очень твердое и тугоплавкое
вещество. По твердости он уступает алмазу и
корунду, но, тем не менее, широко используется как
абразивный материал. Кварцевый песок широко
применяется в строительстве и промышленности
стройматериалов. Кварцевое стекло используется
для изготовления лабораторной посуды и научных
приборов, так как оно не растрескивается при
резком изменении температуры. По своим
химическим свойствам диоксид кремния –
кислотный оксид, но со щелочами реагирует только
при сплавлении. При высоких температурах из
диоксида кремния и графита получают карбид
кремния – карборунд. Карборунд – второе по
твердости после алмаза вещество, его тоже
используют для изготовления шлифовальных кругов
и » наждачной» бумаги.

7.12. Полярность ковалентной связи.
Электроотрицательность

Вспомним, что изолированные атомы разных
элементов имеют разную склонность как отдавать,
так и принимать электроны. Эти различия
сохраняется и после образования ковалентной
связи. То есть, атомы одних элементов стремятся
притянуть к себе электронную пару ковалентной
связи сильнее, чем атомы других элементов.

Рассмотрим молекулу HCl.

На этом примере посмотрим, как можно оценить
смещение электронного облака связи, используя
молярные энергии ионизации и средства к
электрону. 1312 кДж/моль, а 1251 кДж/моль – различие
незначительно, примерно 5%. 73 кДж/моль, а 349 кДж/моль – здесь
различие куда больше: энергия сродства к
электрону атома хлора почти в пять раз больше
таковой для атома водорода. Отсюда можно сделать
вывод, что электронная пара ковалентной связи в
молекуле хлороводорода в значительной степени
смещена в сторону атома хлора. Иными словами,
электроны связи больше времени проводят вблизи
атома хлора, чем вблизи атома водорода. Такая
неравномерность распределения электронной
плотности приводит к перераспределению
электрических зарядов внутри молекулы.На атомах
возникают частичные (избыточные) заряды; на атоме
водорода – положительный, а на атоме хлора –
отрицательный.

В этом случае говорят, что связь поляризуется, а
сама связь называется полярной ковалентной
связью.
Если же электронная пара ковалентной связи не
смещена ни к какому из связываемых атомов, то
есть, электроны связи в равной степени
принадлежат связываемым атомам, то такая связь
называется неполярной ковалентной связью.
Понятие » формальный заряд» в случае
ковалентной связи также применимо. Только в
определении речь должна идти не об ионах, а об
атомах. В общем случае может быть дано следующее
определение.

В молекулах, ковалентные связи в которых
образовались только по обменному механизму,
формальные заряды атомов равны нулю. Так, в
молекуле HCl формальные заряды на атомах как
хлора, так и водорода равны нулю. Следовательно, в
этой молекуле реальные (эффективные) заряды на
атомах хлора и водорода равны частичным
(избыточным) зарядам.
Далеко не всегда по молярным энергиям ионизации
и сродства к электрод легко определить знак
частичного заряда на атоме того или другого
элемента в молекуле, то есть оценить, в какую
сторону смещены электронные пары связей. Обычно
для этих целей используют еще одну
энергетическую характеристику атома –
электроотрицательность.

В настоящее время единого, общепринятого
обозначения для электроотрицательности нет.
Можно обозначать ее буквами Э/О. Также пока нет и
единого, общепринятого метода расчета
электроотрицательности. Упрощенно ее можно
представить как полусумму молярных энергий
ионизации и сродства к электрону – таким и был
один из первых способов ее расчета.
Абсолютные значения электроотрицательностей
атомов различных элементов используются очень
редко. Чаще используют относительную
электроотрицательность, обозначаемую буквой c .
Первоначально эта величина определялась как
отношение электроотрицательности атома данного
элемента к электроотрицательности атома лития. В
дальнейшем методы ее расчета несколько
изменились.
Относительная электроотрицательность –
величина безразмерная. Ее значения приведены в
приложении 10.

Так как относительная электроотрицательность
зависит прежде всего от энергии ионизации атома
(энергия сродства к электрону всегда намного
меньше), то в системе химических элементов она
изменяется примерно также, как и энергия
ионизации, то есть возрастает по диагонали от
цезия (0,86) ко фтору (4,10). Приведенные в таблице
значения относительной электроотрицательности
гелия и неона не имеют практического значения,
так как эти элементы не образуют соединений.

Используя таблицу электроотрицательности,
можно легко определить в сторону какого из двух
атомов смещены электроны, связывающие эти атомы,
и, следовательно, знаки частичных зарядов,
возникающих на этих атомах.

H 2 O Связь полярная
H 2 Атомы одинаковые H—H Связь неполярная
CO 2 Связь полярная
Cl 2 Атомы одинаковые Cl—Cl Связь неполярная
H 2 S Связь полярная

Таким образом, в случае образования
ковалентной связи между атомами разных
элементов такая связь всегда будет полярной, а в
случае образования ковалентной связи между
атомами одного элемента (в простых веществах)
связь в большинстве случаев неполярна.

Чем больше разность электроотрицательностей
связываемых атомов, тем более полярной
оказывается ковалентная связь между этими
атомами.

Сероводород H 2 S

бесцветный газ с характерным запахом, присущим
тухлым яйцам; ядовит. Он термически неустойчив,
при нагревании разлагается. Сероводород мало
растворим в воде, его водный раствор называют
сероводородной кислотой. Сероводород
провоцирует (катализирует) коррозию металлов,
именно этот газ » повинен» в потемнении
серебра.
В природе он содержится в некоторых минеральных
водах. В процессе жизнедеятельности его образуют
некоторые бактерии. Сероводород губителен для
всего живого. Сероводородный слой обнаружен в
глубинах Черного моря и внушает опасения ученым:
жизнь морских обитателей там находится под
постоянной угрозой.

ПОЛЯРНАЯ
КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ,НЕПОЛЯРНАЯ КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ,
АБСОЛЮТНАЯ ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ,
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ.

1.Эксперименты
и последующие расчеты показали, что эффективный
заряд кремния в тетрафториде кремния равен +1,64 е,
а ксенона в гексафториде ксенона +2,3 е. Определите
значения частичных зарядов на атомах фтора в
этих соединениях. 2. Составьте структурные
формулы следующих веществ и, используя
обозначения » » и » » ,
охарактеризуйте полярность ковалентных связей в
молекулах этих соединений: а) CH 4 , CCl 4 ,
SiCl 4 ; б) H 2 O, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te;
в) NH 3 , NF 3 , NCl 3 ; г) SO 2 , Cl 2 O,
OF 2 .
3.Пользуясь таблицей электроотрицательностей,
укажите, в каком из соединений связь более
полярна: а) CCl 4 или SiCl 4 ; б) H 2 S или H 2 O;
в) NF 3 или NCl 3 ; г) Cl 2 O или OF 2 .

7.13. Донорно-акцепторный механизм
образования связи

В предыдущих параграфах вы подробно
познакомились с двумя типами связи: ионной и
ковалентной. Вспомним, что ионная связь
образуется при полной передаче электрона от
одного атома другому. Ковалентная – при
обобществлении неспаренных электронов
связываемых атомов.

Кроме этого, существует еще один механизм
образования связи. Рассмотрим его на примере
взаимодействия молекулы аммиака с молекулой
трифторида бора:

В результате между атомами азота и бора
возникает и ковалентная, и ионная связь. При этом
атом азота является донором
электронной пары
(» дает» ее для образования связи), а атом
бора – акцептором
(» принимает» ее при
образовании связи). Отсюда и название механизма
образования такой связи – » донорно-акцепторный»
.

При образовании связи по донорно-акцепторному
механизму образуются одновременно и ковалентная
связь, и ионная.
Конечно, после образования связи за счет разницы
в электроотрицательности связываемых атомов
происходит поляризация связи, возникают
частичные заряды, снижающие эффективные
(реальные) заряды атомов.

Рассмотрим другие примеры.

Если рядом с молекулой аммиака окажется сильно
полярная молекула хлороводорода, в которой на
атоме водорода имеется значительный частичный
заряд , то в этом случае роль акцептора
электронной пары будет выполнять атом водорода.
Его 1s
-АО хоть и не совсем пустая, как у атома
бора в предыдущем примере, но электронная
плотность в облаке этой орбитали существенно
понижена.

Пространственное строение получившегося
катиона, иона аммония
NH 4 , подобно строению
молекулы метана, то есть все четыре связи N-H
совершенно одинаковы.
Образование ионных кристаллов хлорида аммония NH 4 Cl
можно наблюдать, смешав газообразный аммиак с
газообразным хлороводородом:

NH 3(г) + HCl (г) = NH 4 Cl (кр)

Донором электронной пары может быть не только
атом азота. Им может быть, например, атом
кислорода молекулы воды. С тем же хлороводородом
молекула воды будет взаимодействовать следующим
образом:

Образующийся катион H 3 O называется ионом
оксония
и, как вы скоро узнаете, имеет огромное
значение в химии.
В заключение рассмотрим электронное строение
молекулы угарного газа (монооксида углерода) СО:

В ней, кроме трех ковалентных связей (тройной
связи), есть еще и ионная связь.
Условия образования связи по
донорно-акцепторному механизму:
1) наличие у одного из атомов неподеленной пары
валентных электронов;
2) наличие у другого атома свободной орбитали на
валентном подуровне.
Донорно-акцепторный механизм образования связи
распространен довольно широко. Особенно часто он
встречается при образовании соединений d
-элементов.
Атомы почти всех d
-элементов имеют много
свободных валентных орбиталей. Поэтому они
являются активными акцепторами электронных пар.

ДОНОРНО-АКЦЕПТОРНЫЙ
МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ СВЯЗИ, ИОН АММОНИЯ,
ИОН ОКСОНИЯ, УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СВЯЗИ ПО
ДОНОРНО-АКЦЕПТОРНОМУ МЕХАНИЗМУ.

1.Составьте
уравнения реакций и схемы образования
а) бромида аммония NH 4 Br из аммиака и
бромоводорода;
б) сульфата аммония (NH 4) 2 SO 4 из
аммиака и серной кислоты.
2.Составьте уравнения реакций и схемы
взаимодействия а) воды с бромоводородом; б) воды с
серной кислотой.
3.Какие атомы в четырех предыдущих реакциях
являются донорами электронной пары, а какие
акцепторами? Почему? Ответ поясните диаграммами
валентных подуровней.
4.Структурная формула азотной кислоты Углы
между связями O– N– O близки к 120 o .
Определите:
а) тип гибридизации атома азота;
б) какая АО атома азота принимает участие в
образовании -связи;
в) какая АО атома азота принимает участие в
образовании -связи по
донорно-акцепторному механизму.
Как вы думаете, чему примерно равен угол между
связями H– O– N в этой молекуле? 5.Составьте
структурную формулу цианид-иона CN (отрицательный
заряд – на атоме углерода). Известно, что цианиды
(соединения, содержащие такой ион) и угарный газ
СО – сильные яды, и биологическое действие их
очень близко. Предложите свое объяснение
близости их биологического действия.

7.14. Металлическая связь. Металлы

Ковалентная связь образуется между атомами,
близкими по склонности к отдаче и присоединению
электронов, только тогда, когда размеры
связываемых атомов невелики. В этом случае
электронная плотность в области перекрывания
электронных облаков значительна, и атомы
оказываются прочно связанными, как, например, в
молекуле HF. Если хотя бы один из связываемых
атомов имеет большой радиус, образование
ковалентной связи становится менее выгодным, так
как электронная плотность в области
перекрывания электронных облаков у больших
атомов значительно меньше, чем у маленьких.
Пример такой молекулы с менее прочной связью –
молекула HI (пользуясь таблицей 21, сравните
энергии атомизации молекул HF и HI).

И все-таки между большими атомами (r
o
> 1,1) возникает химическая связь, но в этом
случае она образуется за счет обобществления
всех (или части) валентных электронов всех
связываемых атомов. Например, в случае атомов
натрия обобществляются все 3s
-электроны этих
атомов, при этом образуется единое электронное
облако:

Атомы образуют кристалл с металлической

связью.
Так могут связываться между собой как атомы
одного элемента, так и атомы разных элементов. В
первом случае образуются простые вещества,
называемые металлами
, а во втором – сложные
вещества, называемые интерметаллическими
соединениями
.

Из всех веществ с металлической связью между
атомами в школе вы будете издать только металлы.
Каково же пространственное строение металлов?
Металлический кристалл состоит из атомных
остовов
, оставшихся после обобществления
валентных электронов, и электронного облака
обобществленных электронов. Атомные остовы
обычно образуют плотнейшую упаковку, а
электронное облако занимает весь оставшийся
свободным объем кристалла.

Основными видами плотнейших упаковок являются кубическая
плотнейшая упаковка
(КПУ) и гексагональная
плотнейшая упаковка
(ГПУ). Названия этих
упаковок связаны с симметрией кристаллов, в
которых они реализуются. Некоторые металлы
образуют кристаллы с неплотнейшей упаковкой – объемноцентрированной
кубической
(ОЦК). Объемные и шаростержневые
модели этих упаковок показаны на рисунке 7.6.
Кубическую плотнейшую упаковку образуют атомы Cu,
Al, Pb, Au и некоторых других элементов.
Гексагональную плотнейшую упаковку – атомы Be, Zn,
Cd, Sc и ряд других. Объемноцентрированная
кубическая упаковка атомов присутствует в
кристаллах щелочных металлов, элементов VB и VIB
групп. Некоторые металлы при разных температурах
могут иметь разную структуру. Причины таких
отличий и особенностей строения металлов до сих
пор до конца не выяснены.
При плавлении металлические кристаллы
превращаются в металлические жидкости
. Тип
химической связи между атомами при этом не
изменяется.
Металлическая связь не обладает направленностью
и насыщаемостью. В этом отношении она похожа на
ионную связь.
В случае интерметаллических соединений можно
говорить и о поляризуемости металлической связи.
Характерные физические свойства металлов:
1) высокая электропроводность;
2) высокая теплопроводность;
3) высокая пластичность.

Температуры плавления разных металлов очень
сильно отличаются друг от друга: наименьшая
температура плавления у ртути (- 39 o С), а
наибольшая — у вольфрама (3410 o С).

Бериллий Be
— светло-серый
легкий достаточно твердый, но обычно хрупкий
металл. Температура плавления 1287 o С. На
воздухе он покрывается оксидной пленкой.
Бериллий — достаточно редкий металл, живые
организмы в процессе своей эволюции практически
не контактировали с ним, поэтому и неудивительно,
что он ядовит для животного мира. Применяется он
в ядерной технике.

Цинк Zn — белый с
голубоватым оттенком мягкий металл. Температура
плавления 420 o С. На воздухе и в воде
покрывается тонкой плотной пленкой оксида цинка,
препятствующей дальнейшему окислению. В
производстве используется для оцинковки листов,
труб, проволоки, защищая железо от коррозии.
Цинк входит в состав многих сплавов, например,
мельхиора и нейзильбера; из его сплавов чеканят
монеты. Цинк — составная часть латуней, широко
используемых в машиностроении. Сплавы,
содержащие цинк, применяют для отливки
типографских шрифтов.

Вольфрам W.
Это самый тугоплавкий из всех
металлов: температура плавления вольфрама 3387 o С.
Обычно вольфрам довольно хрупкий, но после
тщательной очистки становится пластичным, что
позволяет вытягивать из него тонкую проволоку,
из которой делают нити электрических лампочек.
Однако большая часть получаемого вольфрама идет
на производство твердых и износостойких сплавов,
способных сохранять эти свойства при нагревании
даже до 1000 o С.

МЕТАЛЛ,
ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ, МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ
СВЯЗЬ, ПЛОТНЕЙШАЯ УПАКОВКА.

1.Для
характеристики различных упаковок используется
понятие » коэффициент заполнения
пространства» , то есть отношение объема
атомов к объему кристалла

где V a —
объем атома,
Z — число атомов в элементарной ячейке,
V я
— объём элементарной ячейки.
Атомы в этом случае представляются жесткими
шарами радиуса R
, соприкасающимися друг с
другом. Объем шара V
ш = (4/3)R
3 .
Определяйте коэффициент заполнения
пространства для КПУ и ОЦК упаковки.
2.Используя значения металлических радиусов
(приложение 9), рассчитайте размер элементарной
ячейки а) меди (КПУ), б) алюминия (КПУ) и в) цезия
(ОЦК).

Ковалентная, ионная и металлическая – три основных типа химических связей.

Познакомимся подробнее с ковалентной химической связью
. Рассмотрим механизм ее возникновения. В качестве примера возьмем образование молекулы водорода:

Сферически симметричное облако, образованное 1s-электроном, окружает ядро свободного атома водорода. Когда атомы сближаются до определенного расстояния, происходит частичное перекрывание их орбиталей (см. рис.), в результате чего появляется молекулярное двухэлектронное облако между центрами обоих ядер, которое обладает максимальной электронной плотностью в пространстве между ядрами. При увеличении же плотности отрицательного заряда происходит сильное возрастание сил притяжения между молекулярным облаком и ядрами.

Итак, мы видим, что ковалентная связь образуется путем перекрывания электронных облаков атомов, которое сопровождается выделением энергии. Если расстояние между ядрами у сблизившихся до касания атомов составляет 0,106 нм, тогда после перекрывания электронных облаков оно составит 0,074 нм. Чем больше перекрывание электронных орбиталей, тем прочнее химическая связь.

Ковалентной
называется химическая связь, осуществляемая электронными парами
. Соединения с ковалентной связью называют гомеополярными
или атомными
.

Существуют две разновидности ковалентной связи
: полярная
и неполярная
.

При неполярной

ковалентной связи образованное общей парой электронов электронное облако распределяется симметрично относительно ядер обоих атомов. В качестве примера могут выступать двухатомне молекулы, которые состоят из одного элемента: Cl 2 , N 2 , H 2 , F 2 , O 2 и другие, электронная пара в которых в принадлежит обоим атомам в одинаковой мере.

При полярной

ковалентной связи электронное облако смещено к атому с большей относительной электроотрицательностью. Например молекулы летучих неорганических соединений таких как H 2 S, HCl, H 2 O и другие.

Образование молекулы HCl можно представить в следущем виде:

Т.к. относительная электроотрицательность атома хлора (2,83) больше, чем атома водорода (2,1), электронная пара смещается к атому хлора.

Помимо обменного механизма образования ковалентной связи – за счет перекрывания, также существует донорно-акцепторный
механизм ее образования. Это механизм, при котором образование ковалентной связи происходит за счет двухэлектронного облака одного атома (донора) и свободной орбитали другого атома (акцептора). Давайте рассмотрим пример механизма образования аммония NH 4 + .В молекуле аммиака у атома азота есть двухэлектронное облако:

Ион водорода имеет свободную 1s-орбиталь, обозначим это как .

В процессе образования иона аммония двухэлектронное облако азота становится общим для атомов азота и водорода, это значит оно преобразуется в молекулярное электронное облако. Следовательно, появляется четвертая ковалентная связь. Можно представить процесс образования аммония такой схемой:

Заряд иона водорода рассредоточен между всеми атомами, а двухэлектронное облако, которое принадлежит азоту, становится общим с водородом.

Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора – .
Первый урок – бесплатно!

blog.сайт,
при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

ковалентная (полярная и неполярная), ионная; их сходство и различие. Типы кристаллических решеток. Примеры веществ с различными типами решеток — Студопедия

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
l
[H – N → H ]+
l
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

Ковалентная химическая связь, ее разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи). Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь / Справочник :: Бингоскул

Химические связи – это приоритетная проблема в современной химии. От полученных знаний зависит выяснение причин разнообразия соединений, также строения и возникновения веществ. Выявленные типы: ионный, ковалентный, металлический, водородный. 

Химические вещества состоят из  не связанных между собой атомов химических элементов. Такое строение имеют только благородные газы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Чаще всего химические вещества состоят не из отдельных  атомов, а из их соединений, которые образуют  различные группировки. Такие объединения атомов могут состоят из  нескольких единиц, сотен, тысяч или даже больше атомов. Сила, которая держит  эти атомы в составе таких группировок, называется химическая связь.

Химическая связь — связь отдельных атомов между собой за счет силы взаимного притяжения из-за разности электродных потенциалов в более сложные структуры (молекулы, ионы, радикалы, кристаллы и др.).

Причиной образования химической связи 

  • энергия более сложных структур меньше суммарной энергии отдельных, образующих ее атомов. Когда образуется сложное вещество, то суммарная энергия атомов падает, а когда атомы находятся в не связанном состоянии энергия их выше, так как компенсационного эффекта для образования молекулы не происходит.

Например: взаимодействуют атомы А и В. Энергия такого атома выше, чем соединения АВ, потому что при взаимодействии более электроотрицательный атом оттягивает на себя электроотрицательность и происходит смещение электронной плотности, а значит и понижение энергии всей молекулы. Поэтому в молекуле АВ энергия ниже, чем у отдельных атомов А и В.

E(АВ)

Поэтом при образовании химических связей между отдельными атомами выделятся энергия.

Химические связи – определение, возникновение

Теорию отдельно выдвинули Гильберт Ньютон Льюис и Вальтер Коссель в 1916 году. Для описания соединения двух атомов используется термин «химическая связь». В образовании участвуют электроны, которые расположены на внешних энергетических уровнях, а потому наименее связанные с ядром – это валентные электроны. При соединении образуется три вида частиц:

  • молекула – небольшого размера электронейтральная частица вещества с характерными для него химическими свойствами;
  • ионы – заряженные частицы, атомы и группы связанных атомов с обилием (анионы) или дефицитом (катионы) электронов;
  • свободный радикал – частица с ненасыщенной (свободной) валентностью.

Возникновение химической связи между атомами ведёт к образованию частиц: молекул, ионов и свободных радикалов. При этом уменьшается полная энергия системы – объединение атомов в частицу протекает энергетически выгодно. Образование связи на примере водородной молекулы (Рис. 1):

Рис.1. Образование молекулы водорода

  1. Пребывание двух мелких частиц на дальнем друг от друга промежутке – энергия взаимосвязи приближается к нулю (взаимосвязи нет).
  2. Сближение атомов на отдаление, соизмеримое с размером электронного пространства – вступают силы притяжения и отталкивания.
  3. Начало действия силы притяжения между электронной оболочкой одного атома и ядром другого атома, конкурирующие силы отталкивания между ядрами и между электронами.
  4. Силы притяжения преобладают над силами отталкивания – сближаются атомы, а потенциальная энергия снижается до возникновения стабильной молекулы при r = r0.
  5. Дальнейшее сближение – энергия системы стремительно повышается за счёт преобладания сил отталкивания.

Энергетический минимум идентичен устойчивому состоянию системы – в этой ситуации из пары обособленных водородных частиц получается молекула h3. Во время реакции производится 436 кДж/моль.

Как определить тип связи

Характеристики химических связей между частицами веществ зависят от электроотрицательности – возможности сохранять валентные электроны. Этот показатель зависит от заряженности ядра и радиуса атома. Для количественной оценки применяют шкалу Полинга (Табл. 1).

Таблица 1 

Определение вида взаимосвязи по разнице электроотрицательност (ЭО):В многообразии источников попадаются разные таблицы. Использовать можно каждую шкалу, потому что важнее разница электроотрицательностей, которая в среднем сходна в изобретённых системах, а не значение.

  • Δ ЭО = 0 – неполярная ковалентная;
  • Δ ЭО
  • Δ ЭО ≥ 1,7 – ионная.

Химические связи различаются по связываемым атомам, образующимся частицам, кристаллической решётке, характере вещества. Выделяют 4 типа:

  1. Ковалентная (полярная и неполярная).
  2. Ионная.
  3. Механическая.
  4. Водородная.

Определяют тип по веществу, принимающему участие в связи. Если это 2 неметалла, то связь ковалентная. Если метал с неметаллом, то ионный тип, но если 2 металла, то металлический тип. Водородная связь – соединение молекул водорода с фтором, хлором, кислородом или азотом. 

Ковалентная химическая связь

Между атомами элементов неметаллов возникает ковалентных характер связи. Если атомы неметаллов, образующие ковалентную связь, относятся к разным химическим элементам, такую связь называют ковалентной полярной. Причина такого названия, потому что атомы разных элементов имеют различную способность притягивать к себе общую электронную пару. Это приводит к смещению общей электронной пары в сторону одного из атомов, в результате чего на нем формируется частичный отрицательный заряд. На другом атоме формируется частичный положительный заряд.

Ковалентный тип – это химическая связь, в результате которой возникают общие пары электронов. Два пути появления:

  1. Обменный способ – каждая частица предоставляет по одному электрону в совместное использование.
  2. Донорно-акцепторный механизм – одна частица предоставляет уже по 2 электрона, а второй атом отдаёт свободную орбиталь.

Пример обменного способа – объединение атомов в молекулу водорода. Сближаясь, электронные оболочки перекрываются, а электронная плотность между ядрами повышается. Идёт притяжение, и энергия системы понижается. При близком сближении ядра отталкиваются – появляется расстояние (Рис. 2).

Рис. 2. Связывание атомов водорода обменным способом

Характеристики ковалентной связи:

  1. Полярность – неравномерное сосредоточение между частицами с разной электроотрицательностью электронной плотности.
  2. Кратность – количество общих электронных пар между двумя атомами.
  3. Длина – протяжённость между центральными частями ядер атомов.
  4. Насыщаемость – возможность атомов создавать условное число связей. 
  5. Энергия связи – мера прочности, энергия, требуемая для разрыва связи во всех молекулах, составляющих 1 моль вещества.

Ковалентная связь включает две разновидности по полярности: полярная и неполярная. Определяют по электроотрицательности атомов – одинаковая она или нет. 

Характеристика:

1. Неполярная ковалентная – связь между одинаковыми мелкими частицами (неметаллами) с размеренным распространением электронной плотности и равной электроотрицательностью. Примеры: Cl2, H2, I2, O2, N2 (Рис. 3).

Рис. 3. Неполярная ковалентная связь

2. Полярная ковалентная – это соединение неравных частиц (неметаллов) с разницей в электроотрицательности и смещением общей пары электронов. Примеры: NH3, HCl, CO2, H2O (Рис. 4).

Рис. 4. Полярная ковалентная связь

Полярность – характеристика, определяющая физические или химические свойства вещества. Она влияет на механизм реакций, реакционную способность ближайших связей. Полярность молекулы, температуры плавления и кипения, а также растворимость – показатели, зависящие от полярности связей.

Ионная связь

Ионный тип – тип, при котором разница электроотрицательности атомов больше 1,7–2 по шкале Полинга. Если точнее, то притяжение появляется между ионами с разными зарядами.  В возникновении ионного типа участвуют металлы, неметаллы. Примеры: NaCl, LiF, K2O, другие (Рис. 5).

Рис. 5. Ионная связь

Главные характеристики: ненаправленность и ненасыщаемость. Ионная связь во многом сходна с ковалентной, поэтому считается предельным случаем. Энергия связи (прочность) доходит до 800 кДж/моль. 

Металлическая связь

Характеристики металлов: блеск, ковкость, пластичность и сравнительно высокая температура плавления, тепло- и электропроводность. Общность этих качеств объясняется сходством организации атомов:

  • малое количество электронов на внешнем уровне;
  • слабое притяжение между валентными электронами и ядром;
  • низкая ионизация и электроотрицательность.

Металлический тип – это связь сравнительно свободных отрицательно заряженных частиц между ионами металлов с образованием кристаллической решётки. Примеры – Fe, Na, Ca, Sc и Au3Cu, другие (Рис. 6).

Рис. 6. Металлическая связь

Общность металлического и ковалентного вида связей – обобществление валентных электронов в основе. Различия заключаются в меньшей прочности и отсутствии направленности. Прочность (энергия) у металлической связи в 3–4 раза ниже этого же показателя у ковалентного типа. Образование металлической связи между атомами металлов возможна из-за наличия кинетической энергии внутри каждого атома металла, при увеличении центробежной силы электроны последнего электронного слоя вылетают за пределы атома и связывают атомы металлов между собой. Каждый атом, который потерял электрон превращается в положительно заряженную частицу – протон. И происходит взаимное притяжение протона и электрона, который только что покинул атом. Электроны могут притягиваться обратно и таким образом происходит снова образование атома. Существованием свободных электронов объяснятся свойство металлов к электропроводности (электрический ток – направленное движение электронов). Поэтому металлическую кристаллическую решетку химически невозможно разрушить, её можно только механически распилить.

Водородная связь

Водородные соединения с электроотрицательными атомами фтора, хлора, азота, кислорода образуются благодаря водородным связям. В молекуле общая пара электронов движется к более электроотрицательному атому. Классический пример – жидкий фторид водорода (Рис. 7).

Рис. 7. Водородная химическая связь

Энергия водородной связи составляет до 40 кДж/моль, поэтому этот тип в 10–20 раз слабее ковалентного. Водородные связи возникают между или внутри молекул. От этого зависят физико-химические свойства вещества.


 

Смотри также:

 

 

Сравните ионные и ковалентные соединения

Сравните ионные и ковалентные соединения

Сравните ионный, полярный и неполярный
Облигации

Определения:

Ионная связь :

Образование Ионной связи является результатом
перенос одного или нескольких электронов с металла на неметалл.

Ковалентное связывание:

Связь между неметаллами состоит из двух общих электронов.
между двумя атомами.В ковалентной связи два электрона разделяют
атомы притягиваются к ядрам обоих атомов. Ни один
атом полностью теряет или приобретает электроны, как при ионной связи.

Есть два типа ковалентной связи:

1. Неполярный
соединение
с равным разделением электронов.

2. Полярный
соединение
с неравным разделением электронов. Номер
общих электронов зависит от количества необходимых электронов
для завершения октета.

Сравнение ионной, полярной и неполярной связи:

В то время как неполярная связь предполагает равное распределение электронов
между идентичными атомами неметаллов, ПОЛЯРНАЯ СВЯЗЬ является неравной
обмен электронами между двумя разными атомами неметалла. А
правильное понимание полярной связи достигается путем просмотра
типы связи на континууме. Ионная связь включена
одна крайность с полным переносом электронов, образующих заряженные
ионы.Неполярная ковалентная связь с равным распределением электронов
находится на другой крайности. Где-то посередине, но в пользу
ковалентная сторона — полярная связь с неравномерным распределением электронов
и частичный, но неполный перенос электронов.

Сравнение диаграмм Льюиса ионной, полярной и неполярной
Связь:

Лучший способ показать и изобразить неравное распределение
электроны будут сравниваться с NaCl и HCl, а h3 с использованием
Диаграммы Льюиса.

Подписи ниже соответствуют рисунку
справа.

IONIC: Полный перенос электронов, следовательно, Na
становится положительным (теряется e-), а Cl становится отрицательным (приобретается e-).

POLAR: Неравное распределение. Хлор имеет большую тенденцию
удерживать свой электрон, а также отводить электрон водорода.
Это НЕ полностью удачно. В результате только частичные начисления
установлены.Водород становится частично положительным, поскольку он
время от времени терял контроль над своим электроном (H +). Хлор
становится частично отрицательным, так как он получает электрон водорода
иногда (Cl -).

Таким образом, полярная связь возникает, когда
разные атомы разделяют электроны. Один атом привлечет связь
электронов сильнее, чем другой атом, и приобретет
больше половины этих электронов. Остается другой
атом с долей менее половины и делает распределение электронов
несимметричный.В среднем по времени электроны тратят
больше времени с одним атомом приводит к тому, что он имеет частичный отрицательный заряд.
Другой атом, лишенный электронов, приобретает частичную положительную
заряжать.

НЕПолярный: Равное использование. Ни один атом не может доминировать
другой, поэтому электроны делятся поровну между
их.

Примеры полярных и неполярных молекул

Два основных класса молекул — это полярные молекулы и неполярные молекулы.Некоторые молекулы явно полярны или неполярны, в то время как другие находятся где-то в спектре между двумя классами. Вот посмотрите, что означают полярные и неполярные, как предсказать, будет ли молекула той или иной, а также примеры типичных соединений.

Ключевые выводы: полярный и неполярный

  • В химии полярность означает распределение электрического заряда вокруг атомов, химических групп или молекул.
  • Полярные молекулы возникают, когда существует разница электроотрицательностей между связанными атомами.
  • Неполярные молекулы возникают, когда электроны распределяются между атомами двухатомной молекулы в равной степени или когда полярные связи в более крупной молекуле нейтрализуют друг друга.

Полярные молекулы

Полярные молекулы возникают, когда два атома не имеют одинаковых электронов в ковалентной связи. Формируется диполь, часть молекулы которого несет небольшой положительный заряд, а другая часть — небольшой отрицательный заряд. Это происходит, когда есть разница между значениями электроотрицательности каждого атома.Крайняя разница образует ионную связь, а меньшая разница образует полярную ковалентную связь. К счастью, вы можете найти электроотрицательность в таблице, чтобы предсказать, могут ли атомы образовывать полярные ковалентные связи. Если разница в электроотрицательности между двумя атомами составляет от 0,5 до 2,0, атомы образуют полярную ковалентную связь. Если разница электроотрицательностей между атомами больше 2,0, связь ионная. Ионные соединения — чрезвычайно полярные молекулы.

Примеры полярных молекул включают:

  • Вода — H 2 O
  • Аммиак — NH 3
  • Диоксид серы — SO 2
  • Сероводород — H 2 S
  • Этанол — C 2 H 6 O

Обратите внимание, что ионные соединения, такие как хлорид натрия (NaCl), полярны.Однако в большинстве случаев, когда люди говорят о «полярных молекулах», они имеют в виду «полярные ковалентные молекулы», а не все типы соединений с полярностью! Говоря о полярности соединений, лучше избегать путаницы и называть их неполярными, полярно-ковалентными и ионными.

Неполярные молекулы

Когда молекулы делят электроны в равной степени в ковалентной связи, в молекуле отсутствует общий электрический заряд. В неполярной ковалентной связи электроны распределены равномерно.Вы можете предсказать образование неполярных молекул, если атомы будут иметь одинаковую или подобную электроотрицательность. В общем, если разница в электроотрицательности между двумя атомами меньше 0,5, связь считается неполярной, даже если действительно неполярные молекулы образованы идентичными атомами.

Неполярные молекулы также образуются, когда атомы, разделяющие полярную связь, располагаются таким образом, что электрические заряды нейтрализуют друг друга.

Примеры неполярных молекул включают:

  • Любой из благородных газов: He, Ne, Ar, Kr, Xe (это атомы, а не молекулы.)
  • Любой из гомоядерных двухатомных элементов: H 2 , N 2 , O 2 , Cl 2 (Это действительно неполярные молекулы.)
  • Двуокись углерода — CO 2
  • Бензол — C 6 H 6
  • Тетрахлорметан — CCl 4
  • Метан — CH 4
  • Этилен — C 2 H 4
  • Жидкие углеводороды, такие как бензин и толуол
  • Большинство органических молекул

Полярность и решения для смешивания

Если вы знаете полярность молекул, вы можете предсказать, будут ли они смешиваться вместе с образованием химических растворов.Общее правило состоит в том, что «подобное растворяется в подобном», что означает, что полярные молекулы растворяются в других полярных жидкостях, а неполярные молекулы растворяются в неполярных жидкостях. Вот почему масло и вода не смешиваются: масло неполярно, а вода полярна.

Полезно знать, какие соединения являются промежуточными между полярными и неполярными, потому что вы можете использовать их в качестве промежуточных продуктов для растворения химического вещества в том, с которым оно не смешалось бы в противном случае. Например, если вы хотите смешать ионное соединение или полярное соединение в органическом растворителе, вы можете растворить его в этаноле (полярном, но не в большом количестве).Затем раствор этанола можно растворить в органическом растворителе, таком как ксилол.

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
  • Электроотрицательность

    Электроотрицательность

    Электроотрицательность: классификация типа облигации

    Вернуться в меню связывания

    Современное определение электроотрицательности принадлежит Линусу Полингу.Это:

    Способность атома в молекуле притягивать к себе электроны.

    Полинг смог разработать числовую шкалу электроотрицательностей. Ниже приведены десять общих элементов с их значениями. В вашем учебнике должен быть более полный список.

    ф. 4,0 С 2,5

    О 3,5 ю. 2,5

    Класс 3.0 H 2,1

    N 3,0 Na 0,9

    руб. 2,8 К 0,8

    Когда вы исследуете периодическую таблицу, вы обнаружите, что (исключая благородные газы) значения электроотрицательности имеют тенденцию увеличиваться при движении вправо и вверх. Обратное утверждение состоит в том, что значения имеют тенденцию уменьшаться вниз и влево.Этот шаблон поможет, когда вас попросят расположить несколько связей в порядке от наиболее до наименее ионного без использования самих значений.

    Значения электроотрицательности используются для определения того, следует ли классифицировать связь как неполярную ковалентную, полярную ковалентную или ионную.

    Вам следует смотреть только на два атома в данной связи. Рассчитайте разницу между их значениями электроотрицательности. Важна только абсолютная разница.

    I. Неполярный ковалент: Этот тип связи возникает, когда имеется равных , разделяющих (между двумя атомами) электронов в связи.Молекулы, такие как Cl 2 , H 2 и F 2 , являются обычными примерами.

    В учебниках обычно используется максимальная разница 0,2–0,5 для обозначения неполярной ковалентности. Поскольку учебники различаются, обязательно уточните у своего учителя, какую ценность он / она хочет. ChemTeam будет использовать 0,5.

    Один интересный пример молекулы — CS 2 . Эта молекула имеет неполярные связи. Иногда учитель использует диатомию только в качестве примера на лекции, а затем использует CS 2 в качестве контрольного вопроса.Поскольку электроотрицательности C и S равны 2,5, у вас неполярная связь.

    II. Полярный ковалент: Этот тип связи возникает, когда имеется неравных , разделяющих (между двумя атомами) электронов в связи. Молекулы, такие как NH 3 и H 2 O, являются обычными примерами.

    Типичное правило состоит в том, что связи с разницей электроотрицательностей менее 1,6 считаются полярными. (Некоторые учебники или веб-сайты используют 1.7.) Очевидно, что существует широкий диапазон полярности связи, при этом разница в связи C-Cl равна 0.5 — считается едва полярным — с разницей, что связи H-O в воде составляют 1,4, а в H-F разница составляет 1,9. Этот последний пример настолько полярен, насколько это возможно.

    III. Ионная: Этот тип связи возникает, когда происходит полных переносов (между двумя атомами) электронов в связи. Такие вещества, как NaCl и MgCl 2 , являются обычными примерами.

    Правило таково: когда разница электроотрицательностей больше 2.0 связь считается ионной.

    Итак, давайте рассмотрим правила:

    1. Если разность электроотрицательностей (обычно называемая ΔEN) меньше 0,5, то связь неполярная ковалентная.
    2. Если ΔEN находится между 0,5 и 1,6, связь считается полярной ковалентной.
    3. Если ΔEN больше 2,0, то связь является ионной.

    Это, конечно, оставляет нам проблему. А как насчет разрыва между 1.6 и 2.0? Итак, правило №4:

    4. Если ΔEN находится между 1.6 и 2.0, и если задействован металл, то связь считается ионной. Если задействованы только неметаллы, связь считается полярной ковалентной.

    Вот пример: бромид натрия (формула = NaBr; EN Na = 0,9, EN Br = 2,8) имеет ΔEN = 1,9. Фтористый водород (формула = HF; EN H = 2,1, EN F = 4,0) имеет такое же ΔEN. Мы используем правило № 4, чтобы решить, что NaBr имеет ионные связи и что HF имеет полярную ковалентную связь в каждой молекуле HF.

    Как и следовало ожидать, NaBr и HF — очень разные вещества.NaBr демонстрирует классическую «решетчатую структуру» ионных веществ, тогда как HF представляет собой газ с комнатной температурой.

    Предупреждение: правила №4 может не существовать в вашем учебнике. Часто используется значение 1,6, а диапазон 1,6–2,0 относят к ионной категории.

    Вернуться в меню связывания

    Полярность, диполи и связи — Принципы структурной химии

    Почему одни газы являются парниковыми, а другие нет? Структура молекулы влияет на то, как она взаимодействует с инфракрасным излучением.Чтобы узнать структуру, вы должны сначала узнать, как устроены атомы и молекулы. Атомы скреплены узами. Есть два основных типа связей: ковалентные и ионные. Ионные связи образуются между двумя противоположно заряженными ионами, такими как металл и неметалл. Ковалентные связи образуются между одной или несколькими парами общих электронов. Если электрон распределяется поровну между атомами в ковалентной связи, то связь неполярная. Но если электрон больше притягивается к одному атому, чем к другому, связь полярная.Чтобы определить, является ли связь полярной или неполярной, вы должны знать электроотрицательность. Электроотрицательность — это способность атома в молекуле притягивать к себе электроны. Чтобы определить электроотрицательность атома, посмотрите на периодическую таблицу элементов. Значения электроотрицательности имеют тенденцию увеличиваться по мере продвижения вправо и вверх по таблице, показанной на изображении ниже. Как я уже говорил выше, неполярная ковалентная связь возникает, когда происходит равное распределение (между двумя атомами) электронов в связи.Некоторыми примерами этого являются h3, F2 и Cl2, потому что электроотрицательное напряжение между ними компенсирует друг друга. Напротив, полярная ковалентная связь возникает, когда происходит неравное распределение (между двумя атомами) электронов в связи. Примером полярной ковалентной связи является HCl, потому что хлор имеет большую электроотрицательность, чем водород.

    Например, воде, h3O, помогает полярная ковалентная связь, потому что к кислороду присоединены две неподеленные пары электронов. Это заставляет связи O-H изгибаться, что приводит к тому, что O имеет слегка отрицательный заряд, в то время как H имеет слегка положительный заряд.Кислород более электроотрицателен, чем водород, поэтому связь поляризована по направлению к кислороду. Это дает водородам частичный положительный заряд, в то время как кислород имеет частичный отрицательный заряд. Эта связь проиллюстрирована на изображении ниже.

    В CO2 каждый кислород связан с углеродом двойной связью, поэтому каждый кислород одинаково притягивает электрон к кислороду. Центральный углерод не имеет неподеленных электронных пар, поэтому электроотрицательное притяжение кислорода нейтрализует друг друга, делая его неполярной ковалентной связью.

    Диполи и полярность имеют тесную взаимосвязь. Диполь присутствует, когда электроны неравномерно распределены между двумя связанными атомами. Это приводит к частичным отрицательным и положительным зарядам на концах двух атомов. Молекулы так или иначе тянутся, и это основано на их электроотрицательности. Дипольный момент измеряет полярность химической связи внутри молекулы. Это происходит, когда есть разделение между положительными и отрицательными зарядами.

    Все эти концепции чрезвычайно важны для определения того, может ли газ поглощать инфракрасное излучение, которое затем определяет, является ли это парником или нет.Определение полярности — один из первых шагов в предсказании того, может ли молекула поглощать инфракрасное излучение или нет. Электроотрицательность и диполи тесно связаны с полярностью молекулы. Крайне важно понимать эти концепции в химии не только для определения того, является ли газ парниковым газом, но и потому, что эти вещи очень важно знать при изучении общей химии и более продвинутой химии в будущем.

    Источник:

    Полярные и неполярные молекулы

    Полярные и неполярные молекулы

    Полярные и неполярные молекулы

    Нефть и вода не смешиваются, верно? Вот почему вы взбалтываете заправку для салата; временно заставить их вместе.Почему добавление небольшого количества средства для мытья посуды (мыла) помогает удалить жир с грязной посуды лучше, чем вода? Почему химчистка удаляет пятна, которых не убирают мыло и вода? Ответ связан с химическими свойствами используемых нами растворителей и химическими свойствами веществ, которые мы пытаемся растворить (растворенных веществ). Мы вернемся к этим примерам позже.

    масло и вода не смешиваются

    Химические связи : Атомы ищут более стабильные состояния.Структура атома похожа на структуру Солнечной системы. Большие протоны (с положительным зарядом) и нейтроны (без заряда) находятся в ядре или центре. Крошечные электроны (с отрицательным зарядом) быстро вращаются по орбитам вокруг ядра, образуя электронные оболочки на разных расстояниях, во многом подобно планетам и другим объектам, которые вращаются вокруг Солнца. Атомы каждого элемента имеют различное количество электронов в их внешних оболочках. Атомы становятся более стабильными, когда их внешние электронные оболочки опустошаются или заполняются.Один из способов достижения этой цели состоит в том, чтобы два атома делили между собой один или несколько электронов, чтобы каждый из них мог заполнить или опустошить эту самую внешнюю оболочку. Но они могут делиться электроном (ами), только если они находятся рядом друг с другом, и это называется ковалентной связью. В других ситуациях один атом может стать более стабильным, потеряв электроны, а другой может стать более стабильным, получив их. Атом, получивший электрон (помните, что электроны имеют отрицательный заряд), становится отрицательно заряженным (-1), а атом, потерявший электрон, становится положительно заряженным (+1).Вот небольшая шутка, которая поможет вам вспомнить …

    Когда атом теряет электрон, его чистый заряд изменяется от 0 (нейтральный) до +1 (положительный)

    Образование ионной связи — это окислительно-восстановительная реакция. Один атом теряет электроны (окисление), а другой получает электроны (восстановление) . Атомы, несущие заряд, положительный или отрицательный, называются ионами, и, поскольку противоположности притягиваются, они могут образовывать ионную связь. Ионные и ковалентные связи являются наиболее важными во всей химии.Вот небольшая шутка, которая поможет вам вспомнить …

    При ионных связях атомы отдают или принимают электроны. В случае ковалентных связей они должны их разделить.

    противоположные полюса магнита притягивают

    А теперь подумайте о магните. Магниты имеют как положительный (+) полюс, так и отрицательный (-) полюс. Так что сделайте батарейки. Земля тоже. Когда на каждом конце все по-разному, мы называем их полярными . Некоторые молекулы также имеют положительные и отрицательные концы, и когда они есть, мы называем их полярными.Если нет, мы называем их неполярными. Полярные предметы могут притягиваться и отталкиваться (противоположные заряды притягиваются, одинаковые заряды отталкиваются). Два магнита на изображении выше будут притягиваться, потому что их противоположные полюса находятся рядом. Переверните одну из них, и они будут отталкивать друг друга.

    молекулы воды полярны

    Вода — полярная молекула. Хотя общий заряд молекулы нейтрален, ориентация двух положительно заряженных атомов водорода (+1 каждый) на одном конце и отрицательно заряженного кислорода (-2) на другом конце дает ей два полюса.Это свойство заставляет молекулы воды слабо притягиваться к другим молекулам воды (от положительного к отрицательному, от отрицательного к положительному) и приводит к сцеплению воды с самой собой. Например, капли воды на плоском куске стекла образуют капли и поднимаются вверх.
    фосфолипидный бислой клеточной мембраны

    Мембраны ваших клеток состоят из двух слоев фосфолипидов. Полярные головки (круглые части фосфо ) обращены наружу, а неполярные хвосты (липиды — помните, что липиды — это жиры) обращены к середине мембраны.Вода, которая является полярной, поэтому прилипает к себе и прилипает к фосфатам на внешней и внутренней поверхности мембраны, но она отталкивается (точно так же, как масло и вода) от центра мембраны. . Головы гидрофильные (водолюбивые), а хвосты гидрофобные (водобоязненные). Эта продуманная конструкция делает клеточные мембраны влажными на своей поверхности, но водонепроницаемыми в середине. Небольшие неполярные молекулы, такие как кислород и углекислый газ, могут дрейфовать прямо через мембрану, но все полярные или большие молекулы застревают, и их необходимо активно переносить через одни из ворот клетки.

    сечение мыльной «мицеллы»

    Так почему мыло и моющие средства моют нашу посуду и нашу одежду? Мыла химически похожи на клеточные мембраны. Когда мыло добавляется в воду, оно образует структуры, называемые мицеллами. Головки мыльных мицелл полярны, а хвосты, которые обращены внутрь, чтобы отступить от полярной воды, неполярны. Когда мицелла мыла сталкивается с маслом или жиром, эти неполярные материалы вынуждены проникать внутрь мицеллы, чтобы уйти от полярной воды и полярных головок мицеллы, где они и удерживаются.Когда мыльная вода смывается, вместе с ней смываются застрявшие жир и масло.

    Мини-эксперимент 1 : Налейте немного воды в неглубокую миску. Теперь возьмите отрезок нити или длинный волос и положите его на воду замкнутым контуром. Капните несколько капель растительного масла внутрь петли нити и аккуратно перемешайте масло. Теперь добавьте средство для мытья посуды за пределы петли бечевки и осторожно перемешайте его с водой. Удалите нить и посмотрите, что произойдет.

    Мини-эксперимент 2 : Вот драматический эксперимент, который вы можете провести с пищевым красителем, мылом для посуды и молоком.Посмотрите видео, чтобы увидеть, как это будет выглядеть. Почему это работает? Подсказка: молоко содержит жиры, а мыло отталкивает жиры. Пищевой краситель переносится с молоком по мере удаления жиров.

    Привлекательные силы и узы

    Существует несколько типов сил притяжения, которые возникают либо из-за разницы в электроотрицательности, либо из-за дипольных моментов. А пока давайте различим межмолекулярных и внутримолекулярных сил. Внутримолекулярная сила существует между атомами, составляющими молекулу.Межмолекулярная сила существует между целыми молекулами.

    Неполярные ковалентные связи

    Внутримолекулярные

    Неполярная ковалентная связь возникает, когда электроны равномерно распределяются между атомами. Например, в «H_2» 2 связывающих электрона находятся на одинаковом расстоянии от каждого атома «H». Как следует из названия, связь неполярна и, следовательно, дипольного момента не существует.

    Этот тип связи существует, когда связывающие атомы одинаковы или имеют очень похожую электроотрицательность.Максимальная полярность для неполярной ковалентной связи составляет 0,5.

    Полярно-ковалентный

    Внутримолекулярный

    Полярно-ковалентная связь — это связь, в которой между атомами происходит неравное распределение электронов. Это происходит для связей между атомами, которые имеют умеренную разницу в электроотрицательности. Диапазон полярности полярно-ковалентной связи составляет 0,5 — 1,6

    Например, связи H-O в воде считаются неполярными ковалентными связями.Полярность связи H-O рассчитывается следующим образом:

    `» Полярность «_ (H-O): | EN_O — EN_H | = | 3,44-2,20 | = 1,24`

    Поскольку это значение полярности находится в диапазоне от 0,5 до 1,6, связь H-O считается полярно-ковалентной связью.

    Ионные связи

    Внутримолекулярные

    Ионная связь — это связь между атомами с очень большой разницей в электроотрицательности (более 1,6). В ионных связях происходит перенос электронов.

    Это видно в .gif выше. Сильно электроотрицательный атом «F» забирает электрон от валентной оболочки «Na». В итоге удовлетворяются оба октета F и Na.

    Ионных связей в конечном итоге создают иона , которые представляют собой атомы, у которых количество электронов отличается от количества протонов. В этом примере атом «F» имеет 8 электронов по сравнению с его обычными 7 электронами, а атом «Na» имеет 8 валентных электронов по сравнению с его обычным 1. Таким образом, оба теперь ионизированы.+ `.

    Металлические связи

    Межмолекулярные

    Металлическая связь описывает межмолекулярных связей металлов. Это означает, что металлическая связь описывает, почему многие атомы металлов связываются вместе, а не почему один атом металла связывается с другим одиночным атомом. Напомним, что переходные металлы — это элементы в d-блоке периодической таблицы. Поскольку эти d-электроны не участвуют в валентности, они могут свободно перемещаться.В результате получается море электронов . Поскольку каждый атом металла должен был отдавать электроны, чтобы внести свой вклад в это море, сами атомы имеют положительный заряд (см. Ниже). Связывание металлов является результатом свободных d-электронов и положительных зарядов на металле.

    Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия

    Межмолекулярные

    Они также известны как Лондонские силы дисперсии и Дипольные диполи и встречаются между всеми молекулами.-` внутри молекулы.

    Мы можем видеть это на изображении выше. Обычно молекулы не притягиваются друг к другу, но как только электронное облако одной молекулы немного смещается от центра, эта молекула временно имеет большее количество электронов с одной стороны, чем с другой. Этот избыток электронов затем заставляет электронное облако соседней молекулы удаляться, вызывая диполь в новой молекуле. -».Результатом этого является то, что молекулы с H, связанным с «N», «O» или «F», будут притягиваться друг к другу посредством кулоновского притяжения.

    Н-связь — это сила притяжения между целыми молекулами, а не сама связь Н- (N, O или F). но «водородная» облигация — это не настоящая облигация, а сила притяжения. Если вы посмотрите на картинку вверху, то атом «O» левой молекулы воды слегка притягивается к атому «H» правой молекулы воды из-за индуцированной «дельты».Это называется межмолекулярной силой , поскольку она включает силу между целыми молекулами, а не между атомами внутри молекулы. Результатом этого является то, что молекулы, содержащие связи «H» («N», «O» или «F»), будут более связаны друг с другом, чем обычно.

    Относительная сила привлекательности

    Силы

    Общая тенденция прочности различных типов облигаций следующая:

    (самые сильные) : Ионные связи> Полярные ковалентные связи> Неполярные ковалентные связи> Водородные связи> Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия: (самые слабые)

    Сводка

    Тип облигации

    Полярность

    Неполярный ковалент

    0.2-0,5

    Полярно-ковалентный

    0,5–1,6

    Ионный

    Больше 1,6

    1. Межмолекулярная сила существует между молекулами, тогда как внутримолекулярная сила находится внутри самой молекулы.

    2. Неполярные ковалентные связи имеют равное распределение электронов и между атомами практически отсутствует разница в электроотрицательности.

    3.Полярные ковалентные связи имеют неодинаковое распределение электронов и находятся между атомами с умеренной разницей в электроотрицательности.

    4. Ионные связи включают перенос электрона и образование ионов. Они существуют, когда есть большая разница в электроотрицательности.

    5. Склеивание металлов оптом сквозным способом. море электронов

    6. Водородная связь описывает, почему молекулы с «H» — («N», «O» или «F») связями притягиваются друг к другу.

    7. Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия — это временные силы притяжения, возникающие в результате небольшого искажения электронных облаков.Это самые слабые из всех сил притяжения, но они объясняют, почему молекулы, которые не должны притягиваться друг к другу, таковы.

    8. Ионные облигации — самые сильные облигации.

    9. Ковалентные, ионные и металлические связи — это связи, тогда как Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия и водородные связи — это временные силы притяжения.

    Полярные и неполярные молекулы

    Связующие электроны равномерно распределены в неполярных молекулах, но неравномерно распределены в полярных молекулах.

    Полярные и неполярные молекулы — это два широких класса молекул.Полярность описывает распределение электрического заряда вокруг молекулы. Заряд равномерно распределен в неполярной молекуле, но неравномерно распределен в полярной молекуле. Другими словами, полярная молекула имеет области частичного заряда.

    Вот примеры полярных и неполярных молекул, посмотрите, как полярность связана с ионными и ковалентными связями, и как вы можете использовать полярность, чтобы предсказать, какие молекулы будут смешиваться.

    Полярные молекулы

    Полярная молекула имеет диполь, причем часть молекулы имеет частичный положительный заряд, а часть — частичный отрицательный.Полярная молекула имеет асимметричную форму, неподеленную электронную пару или центральный атом, связанный с другими атомами с разными значениями электроотрицательности. Обычно полярная молекула содержит ионные или полярные ковалентные связи. Примеры полярных молекул:

    • Вода — H 2 O
    • Аммиак — NH 3
    • Диоксид серы — SO 2
    • Сероводород — H 2 S
    • Окись углерода — CO
    • Озон — O 3
    • Плавиковая кислота — HF (и другие молекулы с одним H)
    • Этанол — C 2 H 6 O (и другие спирты с OH на одном конце)
    • Сахароза — C 12 H 22 O 11 (и другие сахара с группами ОН)

    Полярные молекулы часто гидрофильны и растворимы в полярных растворителях.Полярные молекулы часто имеют более высокие температуры плавления, чем неполярные молекулы с аналогичными молярными массами. Это связано с межмолекулярными силами между полярными молекулами, такими как водородная связь.

    Неполярные молекулы

    Неполярные молекулы образуются либо тогда, когда электроны равномерно распределяются между атомами в молекуле, либо когда расположение электронов в молекуле симметрично, так что дипольные заряды уравновешивают друг друга. Примеры неполярных молекул:

    • Любой из благородных газов: He, Ne, Ar, Kr, Xe (хотя технически это атомы, а не молекулы.)
    • Любой из гомоядерных двухатомных элементов: H 2 , N 2 , O 2 , Cl 2 (Это действительно неполярные молекулы.)
    • Диоксид углерода — CO 2
    • Трифторид бора — BF 3
    • Бензол — C 6 H 6
    • Тетрахлорид углерода — CCl 4
    • Метан — CH 4
    • Этилен — C 2 H 4
    • Углеводороды , например, бензин и толуол
    • Большинство органических молекул, за исключением (например, спирты и сахара)

    Неполярные молекулы обладают некоторыми общими свойствами.Они, как правило, нерастворимы в воде при комнатной температуре, гидрофобны и способны растворять другие неполярные соединения.

    Неполярные молекулы с полярными связями

    Полярность зависит от значений относительной электроотрицательности между двумя атомами, образующими химическую связь. Два атома с одинаковыми значениями электроотрицательности образуют ковалентную связь. Электроны равномерно распределяются между атомами ковалентной связью, поэтому связь неполярная. Атомы с несколько разными значениями электроотрицательности образуют полярные ковалентные связи.Когда значения электроотрицательности между атомами сильно различаются, образуются ионные связи. Ионные связи очень полярны.

    Часто полярность связей совпадает с полярностью молекулы. Однако есть неполярные молекулы с полярными связями и полярные молекулы с неполярными связями! Например, трифторид бора — это неполярная молекула, содержащая полярные ковалентные связи. BF 3 — тригональная плоская молекула, которая равномерно распределяет электрический заряд вокруг молекулы, даже если связь между атомами бора и фтора полярная.Озон — это пример полярной молекулы, состоящей из неполярных ковалентных связей. Химические связи между молекулами кислорода в O 3 являются чисто ковалентными, поскольку атомы имеют одинаковые значения электроотрицательности. Однако молекула озона имеет изогнутую форму (как вода), и ее электроны не проводят одинаковое время со всеми тремя атомами. Средний атом имеет частичный положительный электрический заряд, а два внешних атома несут частичный отрицательный заряд.

    Полярность и смешиваемость

    Вы можете использовать полярность, чтобы предсказать, смешиваются ли два соединения (будут смешиваться с образованием раствора).Эмпирическое правило гласит: «подобное растворяется в подобном». Это означает, что полярные растворители растворяют полярные растворенные вещества, в то время как неполярные растворители растворяют неполярные растворенные вещества. Это объясняет, почему спирт и вода полностью смешиваются (как полярные) и почему масло и вода не смешиваются (неполярные с полярными).

    Соединение с промежуточной полярностью между одной молекулой и другой может действовать как посредник для растворения химического вещества в растворителе, когда оно обычно нерастворимо. Например, чтобы смешать ионное или полярное соединение с органическим неполярным растворителем, вы можете сначала растворить его в этаноле.Этанол слабо полярен, но часто его бывает достаточно для растворения растворенного вещества. После растворения полярной молекулы смешайте раствор этанола с неполярным органическим растворителем, таким как ксилол или бензол.

    Ссылки

    • Ingold, C.K .; Ингольд, Э. Х. (1926). «Природа знакопеременного эффекта в углеродных цепях. Часть V. Обсуждение ароматического замещения с особым упором на соответствующие роли полярной и неполярной диссоциации; и дальнейшее исследование относительной эффективности кислорода и азота ». J. Chem. Soc .: 1310–1328. DOI: 10,1039 / jr9262

    0

  • Mack, Kenneth M .; Мюнтер, Дж. С. (1977). «Штарковские и зеемановские свойства озона по молекулярно-лучевой спектроскопии».
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.