Химическая связь и строение вещества

 
 

§ 2. Химическая связь и строение вещества

Вспомните:

  • электроотрицательность — это способность атомов притягивать общую электронную пару;
  • атомы с большей электроотрицательностью сильнее притягивают электронную пару; наибольшая электроотрицательность у атомов Флуора, наименьшая — у атомов Франция;
  • с увеличением порядкового номера элементов в периодах электроотрицательность увеличивается, а в группах — уменьшается.

Химическая связь, типы химической связи

• Химическая связь — это взаимодействие атомов, определяющее существование двух- и многоатомных частиц (молекул, ионов, кристаллов).

Различают следующие типы химической связи: ковалентная, ионная, металлическая и водородная (схема 2).

Схема 2. Типы химической связи

Хотя различные типы связи существенно отличаются друг от друга, у них есть одно важное общее свойство: они образуются благодаря электростатическому притяжению противоположно заряженных частиц. В молекулах положительно заряженные ядра атомов притягиваются к отрицательно заряженным электронам общей электронной пары, благодаря чему между атомами образуется ковалентная связь. Взаимодействие противоположно заряженных ионов обусловливает существование веществ с ионной связью. На электростатическом взаимодействии основывается также существование металлической и водородной связей, о чем вы узнаете позже.

Ковалентная связь

При образовании химической связи атомы стремятся достичь завершенного внешнего электронного уровня (как у атомов инертных элементов). Этого можно достичь несколькими способами. Один из них заключается в объединении неспаренных электронов в общие электронные пары, принадлежащие обоим атомам.

• Химическая связь, возникающая в результате образования общих электронных пар, называется ковалентной.

Рассмотрим процесс образования связи в молекуле фтора F2. Атом Флуора имеет на внешнем уровне семь электронов — три электронные пары и один неспаренный электрон. До завершения внешнего уровня атому Флуора не хватает одного электрона, поэтому два атома Флуора объединяются в молекулу, образуя между собой одинарную связь следующим образом:

При взаимодействии двух атомов, у каждого из которых есть несколько неспаренных электронов, одновременно образуется несколько общих электронных пар. Примером является молекула кислорода O2. У атома Оксигена на внешнем уровне есть шесть электронов: две электронные пары и два неспаренных электрона. Эти неспаренные электроны участвуют в образовании двух общих электронных пар:

Каждый атом Оксигена получает завершенный внешний энергетический уровень из восьми электронов (октет). Такую химическую связь называют двойной и обозначают двумя черточками. Число общих электронных пар между атомами характеризует кратность связи.

Полярная и неполярная ковалентная связь

Ковалентная связь может образоваться как между одинаковыми, так и между разными атомами. Очевидно, что одинаковые атомы одинаково притягивают электроны, следовательно, в молекулах простых веществ, образованных атомами неметаллических элементов, например, в молекулах фтора и водорода, общая электронная пара одинаково притягивается к обоим атомам и принадлежит им обоим в равной степени. Такую ковалентную связь называют неполярной.

Атомы разных элементов притягивают электроны с разной силой. Это приводит к смещению общей электронной пары в сторону атома с большей электроотрицательностью. В результате на нем появляется избыточный отрицательный заряд (δ-), а на другом атоме, наоборот, появляется некоторый положительный заряд (δ+). Например, в молекуле гидроген флуорида:

Такую ковалентную связь называют полярной. По значениям электроотрицательности элементов (см. форзац 1) можно определить тип ковалентной связи: чем больше разница электроотрицательности (ΔEH), тем более полярной является связь (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Зависимость типа связи от разности электроотрицательности элементов: а — ковалентная неполярная; б — ковалентная полярная; в — ионная

Ионная связь

В веществах с ионной связью частицы не соединены жестко друг с другом общей электронной парой, а притягиваются силой электростатического взаимодействия:

• Химическая связь, возникающая в результате притяжения противоположно заряженных ионов, называется ионной.

Ионная связь образуется между атомами элементов со значительной разницей электроотрицательностей. Обычно она существует в веществах, образованных типичными металлическими и неметаллическими элементами. Условно считают, что связь является ионной, если разница электроотрицательностей двух элементов больше 2 (рис. 2.1, с. 13).

Строение твердых веществ и их свойства

Большинство окружающих нас веществ при обычных условиях находятся в твердом агрегатном состоянии. По внутреннему строению и физическим свойствам различают два состояния твердых веществ — аморфное и кристаллическое (рис. 2.2).

Рис. 2.2. а — кварц SiO2 имеет кристаллическую структуру; б — кварцевое стекло с тем же химическим составом находится в аморфном состоянии

У аморфных веществ нет четкой пространственной структуры, они образованы неупорядоченно расположенными частицами (атомами, молекулами, ионами). По строению аморфные вещества напоминают жидкости.

Подавляющее большинство твердых веществ имеют кристаллическое строение, которое характеризуется упорядоченным расположением частиц. В кристаллических веществах частицы, из которых образованы кристаллы, располагаются в пространстве в четком порядке и образуют пространственные кристаллические решетки.

В зависимости от типа частиц, образующих кристалл, и от типа химической связи между ними различают четыре типа кристаллических решеток: металлические, ионные, молекулярные и атомные. Тип кристаллической решетки в значительной степени обусловливает физические свойства веществ (табл. 6).

Таблица 6. Кристаллические решетки и свойства веществ*

Характеристика

Тип кристаллических решеток

Ионные

Молекулярные

Атомные

Тип химической связи

Ионная

Ковалентная в молекулах и слабое взаимодействие между молекулами

Ковалентная (полярная и неполярная)

Агрегатное состояние (н. у.)

Твердые вещества

Газы, жидкости или легкоплавкие твердые вещества

Твердые вещества

Физические свойства

Температуры плавления и кипения

Высокие

Низкие

Очень высокие

Летучесть

Нелетучие

Летучие, могут обладать запахом

Нелетучие

Твердость, пластичность

Твердые, хрупкие, непластичные

Хрупкие, непластичные

Очень твердые, непластичные, иногда хрупкие

Способность проводить электрический ток

В твердом состоянии не проводят, а расплавы и растворы — проводят

В твердом состоянии не проводят, а растворы некоторых (например, гидроген галогенидов) проводят

Большинство не проводит, некоторые являются проводниками (графит) или полупроводниками (германий)

Растворимость

Многие растворяются в воде

Растворяются в воде или других растворителях

Не растворяются в воде и других растворителях

Вещества

Соли, гидроксиды и оксиды металлических элементов

С ковалентной неполярной связью: О2, Cl2, Br2, S и др.;

с ковалентной полярной: HF, HCl, HBr, HI, Н2О, СО2, NH3 и др.

С ковалентной неполярной связью: алмаз, графит и др.;

с ковалентной полярной: кварц, алюминий оксид

Вещества с металлическими решетками вы будете изучать в 11 классе.

Контрольные вопросы

  • 13. Дайте определение известным вам типам химической связи. Приведите примеры веществ с различными типами химической связи.
  • 14. Какую ковалентную связь называют неполярной? полярной? Приведите примеры соединений.
  • 15. Как по значениям электроотрицательности элементов, входящих в состав веществ, можно отличить вещества с ионной связью от веществ с ковалентной полярной связью?
  • 16. Сформулируйте два отличия ионной связи от ковалентной.
  • 17. Чем отличаются кристаллические вещества от аморфных? Приведите примеры кристаллических и аморфных веществ.
  • 18. Перечислите физические свойства, характерные для веществ с кристаллическими решетками: а) ионными; б) молекулярными; в) атомными.
  • 19. Назовите тип химической связи в веществах с кристаллическими решетками: а) атомными; б) ионными; в) молекулярными.

Задания для усвоения материала

20. Сколько электронных пар и неспаренных электронов находится на внешнем энергетическом уровне атомов: а) Хлора; б) Сульфура; в) Фосфора?

21. Назовите по два химических соединения, в которых атомы Оксигена образуют связь: а) ионную; б) ковалентную.

22. Составьте электронные формулы для молекул гидроген хлорида HCl, гидроген сульфида H2S и аммиака NH3. Сколько общих и неподеленных электронных пар имеют атомы в каждом веществе?

23. Изобразите схему образования веществ с ионной связью на примере калий флуорида.

24. Из приведенного перечня отдельно выпишите формулы веществ, для которых в твердом агрегатном состоянии характерны кристаллические решетки: а) атомные; б) ионные; в) молекулярные.

H2, HBr, Na2O, CaO, CO2, CO, O2, NO2, K3N, NH3, N2, NF3, F2, OF2, MgF2.

25. Из приведенного перечня отдельно выпишите формулы веществ, для которых в твердом агрегатном состоянии характерны кристаллические решетки: а) атомные; б) ионные; в) молекулярные.

CaBr2, O2, CuO, Br2, C (алмаз), NaNO3, HCl, Fe2(SO4)3, CO2, H2O.

26. Карборунд (карбид кремния SiC) имеет температуру плавления 2830 °С и по твердости близок к алмазу. Каков тип его кристаллической решетки?

27. Ванилин — бесцветное кристаллическое вещество с приятным запахом. Какие у него кристаллические решетки?

28. Некоторое бесцветное вещество хорошо растворяется в воде и обладает высокой температурой кипения. Выскажите предположение о типе его кристаллических решеток. Имеет ли это вещество запах?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Хімії за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.