Визначити тип хімічного зв'язку cl3n. Хімічний зв'язок

Варіант 1

1. Виберіть хімічні елементи-метали та запишіть їх символи: фосфор, кальцій, бор, літій, магній, азот.

2. Визначте хімічний елемент із електронною схемою атома

3. Визначте тип зв'язку в речовинах: хлориді натрію NaCl, водні H₂, хлороводні HCl.

4. Складіть схему утворення зв'язку для однієї з речовин, зазначених у завданні 3.

Варіант 2

1. Виберіть хімічні елементи-неметали та запишіть їх символи: натрій, водень, сірка, кисень, алюміній, вуглець.

2. Запишіть схему електронної будови атома вуглецю.

3. Визначте тип зв'язку в речовинах: фториді натрію NaF, хлорі Cl₂, фтороводороді HF.

4. Складіть схему утворення зв'язку для двох із зазначених у завданні 3 речовин.

Варіант 3

1. Розташуйте знаки хімічних елементів: Br, F, I, Cl як збільшення неметалічних властивостей. Відповідь поясніть.

2. Доповніть схему електронної будови атома
Визначте хімічний елемент, число протонів та нейтронів у ядрі його атома.

3. Визначте типи хімічного зв'язку та запишіть схеми освіти для речовин: хлориду магнію MgCl₂, фтору F₂, сірководню H₂S.

Варіант 4

1. Розташуйте знаки хімічних елементів: Li, K, Na, Mg у порядку збільшення металевих властивостей. Відповідь поясніть.

2. За електронною схемою атома визначте хімічний елемент, число протонів та нейтронів у його ядрі.

3. Визначте тип хімічного зв'язку та запишіть схеми їх утворення для речовин: хлориду кальцію CaCl₂, азоту N₂, води H₂O.

Єдиної теорії хімічного зв'язку не існує, умовно хімічний зв'язок ділять на ковалентний (універсальний вид зв'язку), іонний (приватний випадок ковалентного зв'язку), металевий і водневий.

Ковалентний зв'язок

Утворення ковалентного зв'язку можливе за трьома механізмами: обмінним, донорно-акцепторним і дативним (Льюїса).

Згідно обмінному механізмуосвіта ковалентного зв'язку відбувається за рахунок усуспільнення загальних електронних пар. У цьому кожен атом прагне придбати оболонку інертного газу, тобто. отримати завершений зовнішній енергетичний рівень. Утворення хімічного зв'язку обмінного типу зображують з використанням формул Льюїса, в яких кожен валентний електрон атома зображують точками (рис. 1).

Рис. 1 Утворення ковалентного зв'язку в молекулі HCl за обмінним механізмом

З розвитком теорії будови атома та квантової механіки утворення ковалентного зв'язку уявляють як перекриття електронних орбіталей (рис. 2).

Рис. 2. Утворення ковалентного зв'язку за рахунок перекривання електронних хмар

Чим більше перекривання атомних орбіталей, тим міцніший зв'язок, менша довжина зв'язку і більша її енергія. Ковалентна зв'язок може утворюватися з допомогою перекриття різних орбіталей. Внаслідок перекривання s-s, s-p орбіталей, а також d-d, p-p, d-p орбіталів бічними лопатями відбувається утворення – зв'язку. Перпендикулярно до лінії, що зв'язує ядра 2-х атомів утворюється – зв'язок. Одна – і одна – зв'язок здатні утворювати кратний (подвійний) ковалентний зв'язок, характерний для органічних речовин класу алкенів, алкадієнів та ін.

Утворення ковалентного зв'язку з донорно-акцепторний механізмрозглянемо з прикладу катіона амонію:

NH 3 + H + = NH 4 +

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Атом азоту має вільну неподілену пару електронів (електрони не беруть участь у освіті хімічних зв'язків усередині молекули), а катіон водню вільну орбіталь, тому є донором і акцептором електронів, відповідно.

Дативний механізм утворення ковалентного зв'язку розглянемо з прикладу молекули хлору.

17 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

Атом хлору має вільну неподілену пару електронів і вакантні орбіталі, отже, може виявляти властивості і донора і акцептора. Тому при утворенні молекули хлору один атом хлору виступає в ролі донора, а інший – акцептора.

Головними характеристиками ковалентного зв'язкує: насичуваність (насичені зв'язки утворюються тоді, коли атом приєднує до себе стільки електронів, скільки йому дозволяють його валентні можливості; ненасичені зв'язки утворюються, коли число приєднаних електронів менше від валентних можливостей атома); спрямованість (ця величина пов'язана з геометрією молекули та поняттям «валентного кута» — кута між зв'язками).

Іонний зв'язок

З'єднань з чистим іонним зв'язком немає, хоча під цим розуміють такий хімічно пов'язаний стан атомів, у якому стійке електронне оточення атома створюється за повного переходу загальної електронної щільності до атома більш негативного елемента. Іонний зв'язок можливий тільки між атомами електронегативних та електропозитивних елементів, що перебувають у стані різноіменно заряджених іонів – катіонів та аніонів.

ВИЗНАЧЕННЯ

Іономназивають електрично заряджені частинки, що утворюються шляхом відриву чи приєднання електрона до атома.

При передачі електрона атоми металів і неметалів прагнуть сформувати довкола свого ядра стійку конфігурацію електронної оболонки. Атом неметалу створює навколо свого ядра оболонку наступного інертного газу, а атом металу – попереднього інертного газу (рис. 3).

Рис. 3. Утворення іонного зв'язку з прикладу молекули хлориду натрію

Молекули, в яких у чистому вигляді існує іонний зв'язок, зустрічаються в пароподібному стані речовини. Іонний зв'язок дуже міцний, у зв'язку з цим речовини з цим зв'язком мають високу температуру плавлення. На відміну від ковалентної для іонного зв'язку не характерні спрямованість і насичуваність, оскільки електричне поле, яке створюється іонами, діє однаково на всі іони за рахунок сферичної симетрії.

Металевим зв'язком

Металевий зв'язок реалізується лише в металах – це взаємодія, що утримує атоми металів у єдиній решітці. У освіті зв'язку беруть участь лише валентні електрони атомів металу, що належать до всього його обсягу. У металах від атомів постійно відриваються електрони, що переміщуються по всій масі металу. Атоми металу, позбавлені електронів, перетворюються на позитивно заряджені іони, які прагнуть прийняти до себе електрони, що рухаються. Цей безперервний процес формує всередині металу так званий «електронний газ», що міцно пов'язує між собою всі атоми металу (рис. 4).

Металевий зв'язок міцний, тому для металів характерна висока температура плавлення, а наявність «електронного газу» надають металам ковкості та пластичності.

Водневий зв'язок

Водневий зв'язок – це специфічне міжмолекулярне взаємодія, т.к. її виникнення та міцність залежать від хімічної природи речовини. Вона утворюється між молекулами, в яких атом водню пов'язаний з атомом, що має високу електронегативність (O, N, S). Виникнення водневого зв'язку залежить від двох причин, по-перше, атом водню, пов'язаний з електронегативним атомом не має електронів і може легко впроваджуватися в електронні хмари інших атомів, а, по-друге, маючи валентну s-орбіталлю, атом водню здатний приймати неподілену пару електронів електронегативного атома та утворювати з ним зв'язок за донорно-акцепторним механізмом.

Лови відповідь.
1. а) у молекулі S2зв'язок ковалентний неполярний, т.к. вона утворена атомами одного й того самого елемента. Схема освіти зв'язку буде такою:
Сірка- елемент головної підгрупи VI групи. Її атоми мають по
6 електронів на зовнішній оболонці. Непарних електронів буде:
8-6 = 2.

Позначимо зовнішні електрони

або
S = S
б) у молекулі К2О зв'язок іонна, т.к. вона утворена атомами еле-
ментів металу та неметалу.
Калій – елемент I групи головної підгрупи, метал. Його атому


Кисень-елемент головної підгрупи VI групи, неметал. Його
атому легше прийняти 2 електрони, яких не вистачає до завершення рівня, ніж віддати 6 електронів:


ся іонів, воно дорівнює 2(2∙1). Щоб атоми калію віддали 2 електрони, їх потрібно взяти 2, щоб атоми кисню змогли прийняти 2 електрони, необхідний тільки 1 атом:

в) у молекулі H2S зв'язок ковалентний полярний, т.к. вона утворена
атомами елементів з різною ЕО. Схема освіти зв'язку буде такою:
Сірка- елемент головної підгрупи VI групи. Її атоми мають
по 6 електронів на зовнішній оболонці. Непарні електрони будуть: 8-6=2.
Водень-елемент головної підгрупи 1 групи. Його атоми містять
жнив по 1 електрону на зовнішній оболонці. Непарним є 1 електрон (для атома водню завершеним є двоелектронний рівень).

Позначимо зовнішні електрони:

або

Загальні електронні пари зміщені до атома сірки, як більш елек-
тронегативний

1. а) у молекулі N2зв'язок ковалентний неполярний, т.к. вона утворена атомами одного й того самого елемента. Схема освіти зв'язку така:

5 електронів на зовнішній оболонці. Непарні електрони: 8-5 = 3.
Позначимо зовнішні електрони:

або

або

б) у молекулі Li3N зв'язок іонна, т.к. вона утворена атомами еле-
ментів металу та неметалу.
Літій – елемент головної підгрупи I групи, метал. Його атому
легше віддати 1 електрон, ніж прийняти відсутні 7:

Азот-елемент головної підгрупи V групи, неметал. Його атому
легше прийняти 3 електрони, яких не вистачає до завершення зовнішнього рівня, ніж віддати п'ять електронів із зовнішнього рівня:

Знайдемо найменше спільне кратне між зарядами утворених-
ся іонів, воно дорівнює 3 (31). Щоб атоми літію віддали 3 електрони, необхідно 3 атоми, щоб атоми азоту змогли прийняти 3 електрони, необхідний тільки один атом:

в) у молекулі NCI3зв'язок ковалентний полярний, т.к. вона утворена
атомами елементів-неметалів з різними значеннями ЕО. Схема освіти зв'язку така:
Азот-елемент головної підгрупи V групи. Його атоми мають
по 5 електронів на зовнішній оболонці. Непарні електрони будуть: 8-5=3.
Хлор-елемент головної підгрупи VII групи. Його атоми містять
жнив по 7 електронів на зовнішній оболонці. Непарним залишається 1 електрон.

Позначимо зовнішні електрони:

Загальні електронні пари зміщені до атома азоту, як більш електро-
тронегативний: