وظایف بخش پیوند شیمیایی و ساختار مولکولی. انواع اصلی پیوندهای شیمیایی

انواع اصلی پیوندهای شیمیایی.

می دانید که اتم ها می توانند با یکدیگر ترکیب شوند و مواد ساده و پیچیده را تشکیل دهند. در این مورد، از انواع مختلفپیوندهای شیمیایی: یونی، کووالانسی (غیر قطبی و قطبی)، فلزی و هیدروژنی.یکی از ضروری ترین خواص اتم های عناصر که تعیین می کند کدام پیوند بین آنها - یونی یا کووالانسی - ایجاد می شود. این الکترونگاتیوی است، یعنی. توانایی اتم های یک ترکیب برای جذب الکترون به سمت خود.

مشروط کمی سازیالکترونگاتیوی با مقیاس الکترونگاتیوی نسبی داده می شود.

در دوره ها، تمایل کلی به افزایش الکترونگاتیوی عناصر و در گروه ها - سقوط آنها وجود دارد. عناصر بر اساس الکترونگاتیوی در یک ردیف قرار می گیرند که بر اساس آن می توان الکترونگاتیوی عناصر واقع در دوره های مختلف را مقایسه کرد.

نوع پیوند شیمیایی بستگی به این دارد که چقدر تفاوت در مقادیر الکترونگاتیوی اتم های اتصال عناصر وجود دارد. هر چه اتم های عناصر تشکیل دهنده پیوند از نظر الکترونگاتیوی متفاوت باشند، پیوند شیمیایی قطبی تر است. ترسیم یک خط مشخص بین انواع پیوندهای شیمیایی غیرممکن است. در اکثر ترکیبات، نوع پیوند شیمیایی میانی است. به عنوان مثال، یک پیوند شیمیایی کووالانسی بسیار قطبی نزدیک به یک پیوند یونی است. بسته به اینکه پیوند شیمیایی از نظر ماهیت به کدام یک از موارد محدود کننده نزدیکتر باشد، به پیوند قطبی یونی یا کووالانسی اطلاق می شود.

پیوند یونی.

یک پیوند یونی از برهمکنش اتم ها تشکیل می شود که از نظر الکترونگاتیوی به شدت با یکدیگر تفاوت دارند.به عنوان مثال، فلزات معمولی لیتیوم (Li)، سدیم (Na)، پتاسیم (K)، کلسیم (Ca)، استرانسیوم (Sr)، باریم (Ba) یک پیوند یونی با غیر فلزات معمولی، عمدتا هالوژن تشکیل می دهند.

علاوه بر هالیدهای فلزات قلیایی، پیوندهای یونی در ترکیباتی مانند قلیایی ها و نمک ها نیز تشکیل می شود. به عنوان مثال، در هیدروکسید سدیم (NaOH) و سولفات سدیم (Na 2 SO 4)، پیوندهای یونی فقط بین اتم های سدیم و اکسیژن وجود دارد (سایر پیوندها قطبی کووالانسی هستند).

پیوند کووالانسی غیر قطبی

وقتی اتم هایی با الکترونگاتیوی یکسان برهم کنش می کنند، مولکول هایی با پیوند کووالانسی غیر قطبی تشکیل می شوند.چنین پیوندی در مولکول های مواد ساده زیر وجود دارد: H 2، F 2، Cl 2، O 2، N 2. پیوندهای شیمیایی در این گازها توسط جفت الکترون های مشترک تشکیل می شوند. هنگامی که ابرهای الکترونی مربوطه با هم همپوشانی دارند، به دلیل برهمکنش الکترون-هسته ای، که با نزدیک شدن اتم ها انجام می شود.

هنگام ترکیب فرمول های الکترونیکی مواد، باید به خاطر داشت که هر جفت الکترون مشترک یک تصویر مشروط از افزایش چگالی الکترون ناشی از همپوشانی ابرهای الکترونی مربوطه است.

پیوند قطبی کووالانسی

در برهمکنش اتم ها، مقادیر الکترورتکوئنس های آنها متفاوت است، اما نه به شدت، جابجایی جفت الکترون مشترک به یک اتم الکترونگاتیو تر رخ می دهد.این رایج ترین نوع پیوند شیمیایی است که در ترکیبات معدنی و آلی یافت می شود.

پیوندهای کووالانسی به طور کامل شامل آن دسته از پیوندهایی است که توسط مکانیسم دهنده - گیرنده، به عنوان مثال، در یون های هیدرونیوم و آمونیوم تشکیل می شوند.

پیوند فلزی.

پیوندی که در نتیجه برهمکنش الکترون های نسبتا آزاد با یون های فلزی ایجاد می شود، پیوند فلزی نامیده می شود.این نوع پیوند برای مواد ساده - فلزات - معمول است.

ماهیت فرآیند تشکیل پیوند فلزی به شرح زیر است: اتم های فلز به راحتی الکترون های ظرفیتی را اهدا می کنند و به یون های باردار مثبت تبدیل می شوند. الکترون‌های نسبتاً آزاد که از اتم جدا شده‌اند، بین یون‌های فلزی مثبت حرکت می‌کنند. یک پیوند فلزی بین آنها ایجاد می شود، یعنی به نظر می رسد الکترون ها یون های مثبت شبکه کریستالی فلزات را سیمان می کنند.

پیوندی که بین اتم های هیدروژن یک مولکول و اتم یک عنصر به شدت الکترونگاتیو تشکیل می شود.(O، N، F) مولکول دیگری پیوند هیدروژنی نامیده می شود.

ممکن است این سؤال پیش بیاید: چرا دقیقاً هیدروژن چنین پیوند شیمیایی خاصی را تشکیل می دهد؟

این به این دلیل است که شعاع اتمی هیدروژن بسیار کوچک است. علاوه بر این، هنگامی که تنها الکترون خود را جابجا می کند یا به طور کامل از دست می دهد، هیدروژن بار مثبت نسبتا بالایی به دست می آورد، به همین دلیل هیدروژن یک مولکول با اتم های عناصر الکترونگاتیو که دارای بار منفی جزئی هستند که وارد ترکیب مولکول های دیگر می شود، برهم کنش می دهد. (HF، H2O، NH3) ...

بیایید به چند نمونه نگاه کنیم. ما معمولاً ترکیب آب را با فرمول شیمیایی H 2 O نشان می دهیم. با این حال، این کاملاً دقیق نیست. درست تر است که ترکیب آب را با فرمول (H2O) n نشان دهیم، که در آن n = 2،3،4 و غیره است.

پیوند هیدروژنی معمولاً با نقطه نشان داده می شود. این پیوند بسیار ضعیف تر از پیوندهای یونی یا کووالانسی است، اما قوی تر از برهمکنش های بین مولکولی معمولی است.

وجود پیوندهای هیدروژنی افزایش حجم آب را با کاهش دما توضیح می دهد. این به این دلیل است که با کاهش دما، مولکول ها قوی تر می شوند و در نتیجه چگالی "بسته بندی" آنها کاهش می یابد.

هنگام مطالعه شیمی آلی، این سوال مطرح شد: چرا نقطه جوش الکل ها بسیار بالاتر از هیدروکربن های مربوطه است؟ این با این واقعیت توضیح داده می شود که پیوندهای هیدروژنی نیز بین مولکول های الکل تشکیل می شود.

افزایش نقطه جوش الکل ها نیز به دلیل بزرگ شدن مولکول های آنها اتفاق می افتد.

پیوند هیدروژنی برای بسیاری از ترکیبات آلی دیگر (فنل ها، اسیدهای کربوکسیلیک و غیره) نیز معمول است. از دروس شیمی آلی و زیست شناسی عمومی، می دانید که وجود پیوند هیدروژنی ساختار ثانویه پروتئین ها، ساختار مارپیچ دوگانه DNA، یعنی پدیده مکمل بودن را توضیح می دهد.

مثال 2.1.فرمول الکترونیکی بنویسید Crدر حالت های اکسیداسیون پایدار نمونه هایی از ترکیبات کروم در این حالت های اکسیداسیون را ذکر کنید.

راه حل

کروم با حالت های اکسیداسیون زیر مشخص می شود: 0، +2، +3، +6.

فرمول های الکترونیکی کروم در این حالت های اکسیداسیون به شرح زیر است:

Cr 0 1 س 2 2س 2 2پ 6 3س 2 3پ 6 4س 1 3د 5 ,

Cr +2 1 س 2 2س 2 2پ 6 3س 2 3پ 6 3د 4 ,

Cr +3 1 س 2 2س 2 2پ 6 3س 2 3پ 6 3د 3 ,

Cr +6 1 س 2 2س 2 2پ 6 3س 2 3پ 6 .

حالت اکسیداسیون صفر کروم در ماده ساده و همچنین در کربونیل ظاهر می شود.

حالت اکسیداسیون کروم +2 در هیدروکسید Cr (OH) 2، نمک های نوع CrCl 2 و غیره وجود دارد.

نمونه ای از ترکیب کروم در حالت اکسیداسیون +3، اکسید Cr 2 O 3 است. این حالت اکسیداسیون بیشتر برای کروم رایج است.

حالت اکسیداسیون 6+ در اکسید CrO 3، کرومات هایی مانند K 2 CrO 4 و غیره آشکار می شود.

مثال 2.2.از نقطه نظر روش پیوندهای ظرفیتی (BC)، شکل گیری مولکول BH 3 را نشان دهید. کدام اوربیتال های اتم های پیوند دهنده در تشکیل پیوند نقش دارند؟ یک مولکول حاوی چه و چند پیوند  یا  است؟ چند پیوند در یک مولکول وجود دارد؟

ساختار فضایی یک مولکول چیست؟ نوع هیبریداسیون اتم مرکزی در ترکیب مشخص شده (در صورت وجود) چیست؟ به قطبیت پیوندها و قطبیت مولکول به عنوان یک کل توجه کنید.

راه حل

بور و هیدروژن دارای فرمول های الکترونیکی زیر هستند:

1 N: 1 س 1

5 ولت: 1 س 2 2س 2 2پ 1

در حالت تحریک نشده، اتم بور دارای یک الکترون جفت نشده است. برای تشکیل سه پیوند لازم است 2 بخار شود س-الکترون ها با انتقال یکی از آنها به 2 آر-اوربیتال:

5 ولت *: 1 س 2 2س 1 2پ 2

2آر

برای تشکیل سه پیوند B-H یکسان، هیبریداسیون یکی 2 سو دو 2 آر-اوربیتال ها - sp 2 - هیبریداسیون با تشکیل سه اوربیتال هیبریدی که در یک صفحه با زاویه 120 درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند:

اوربیتال های هیبریدی تشکیل شده با هم همپوشانی دارند س-اوربیتال های اتم هیدروژن با تشکیل سه پیوند :

مولکول BH 3 دارای ساختار مثلثی تخت است.

برای تعیین قطبیت پیوندهای B-H، لازم است مقادیر OEO اتم های B و H مقایسه شود. OEE (B) = 2.0; OEE (H) = 2.1. از آنجایی که الکترونگاتیوی هیدروژن بیشتر است، پیوند B – H قطبی خواهد بود. با این حال، به طور کلی، مولکول BH 3 دارای قطبیت نیست، زیرا قطبیت پیوندهای B-H که به رئوس مثلث منظم هدایت می شوند، متقابلاً جبران می شوند.

بنابراین، تشکیل مولکول BH 3 شامل س- اوربیتال های اتم H و spاوربیتال های هیبریدی بور 2. مولکول BH 3 قطبی نیست، اگرچه شامل سه پیوند  قطبی است و ساختار مثلثی مسطحی دارد. اتم B در حالت است sp 2-هیبریداسیون

مثال 2.3.با استفاده از مقادیر الکترونگاتیوی نسبی اتم ها، ترکیبات HF، HCl، HBr، HI را به ترتیب افزایش یونیته پیوند مرتب کنید. ابر الکترونی به کدام یک از اتم های متصل جابجا شده است و چرا؟

راه حل

درجه یونی بودن یک پیوند را می توان بر اساس تفاوت در الکترونگاتیوی نسبی اتم ها قضاوت کرد:

OEE: H - 2.1; F - 4; Cl - 3.0; Br 2.8; I - 2.5.

ارتباط: HF HCl HBr HI

EEO: 1.9 0.9 0.7 0.4

بنابراین، به ترتیب افزایش یونیته پیوندها، این مولکول ها را می توان در یک ردیف مرتب کرد: HI - HBr - HCl - HF. چگالی الکترون در طول تشکیل یک پیوند شیمیایی به یک اتم الکترونگاتیو تر تغییر می کند. بنابراین، در HF، چگالی الکترون به سمت F تعصب دارد. در HCl - به کلر؛ در HBr - به Br؛ در HI - به من.

مثال 2.4.در ترکیب پیچیده نشان داده شده، حالت های اکسیداسیون همه اجزا را تعیین کنید، عامل کمپلکس کننده، لیگاندها، یون های کره بیرونی و داخلی و تعداد هماهنگی، بار عامل کمپلکس کننده را نشان دهید.

معادله تفکیک این ترکیب پیچیده را بنویسید. این ترکیب را نام ببرید.

در اینجا وظایف مربوط به بخش پیوند شیمیایی و ساختار مولکولی جمع آوری شده است.

مسئله 1. برای هیدروژن سولفات سدیم، فرمول گرافیکی بسازید و انواع پیوندهای شیمیایی موجود در مولکول را مشخص کنید: یونی، کووالانسی، قطبی، کووالانسی غیرقطبی، هماهنگی، فلزی، هیدروژنی.

وظیفه 2. فرمول گرافیکی نیتریت آمونیوم را بسازید و انواع پیوندهای شیمیایی این مولکول را نشان دهید. نشان دهید که چه (چه) پیوندهایی در حین تفکیک "شکسته" شده اند. توضیح دهید که چیست ? مثال هایی از تأثیر آن بر خواص یک ماده بیاورید.

راه حل. نیتریت آمونیوم - پیوند یونی

NH 4 NO 2 = NH 4 + + NO 2 -

ن - اچ- پیوند کووالانسی-قطبی

بین NH 4 + و NO 2 - - پیوند یونی

راه حل. CH 3 Br — . پیوند کووالانسیبین اتم هایی با مقادیر الکترونگاتیوی نزدیک یا مساوی رخ می دهد. این پیوند را می توان به عنوان جاذبه الکترواستاتیکی هسته های دو اتم به یک جفت الکترون مشترک در نظر گرفت.

بر خلاف ترکیبات یونی، مولکول های ترکیبات کووالانسی با هم نگه داشته می شوند "نیروهای بین مولکولی"که بسیار ضعیف تر از پیوندهای شیمیایی هستند. در این راستا پیوند کووالانسی مشخصه است اشباع پذیری - تشکیل تعداد محدودی از اتصالات.

مشخص است که اوربیتال های اتمی در فضا به روش خاصی جهت گیری می کنند، بنابراین، هنگامی که یک پیوند تشکیل می شود، همپوشانی ابرهای الکترونی در جهت خاصی رخ می دهد. آن ها خاصیت پیوند کووالانسی به صورت تحقق می یابد تمرکز.

راه‌حل: ابرهای همپوشانی به دلیل شکل‌های متفاوتی که دارند می‌توانند به روش‌های مختلفی رخ دهند. تمیز دادن پیوندهای σ-، π- و δ.

سیگما - ارتباطوقتی ابرها در امتداد خطی که از هسته اتم ها می گذرد همپوشانی پیدا می کنند.

Pi - اتصالاتزمانی اتفاق می‌افتد که ابرها در دو طرف خطی که هسته‌های اتم‌ها را به هم متصل می‌کنند، همپوشانی دارند.

دلتا - اتصالاتزمانی انجام می شود که هر چهار تیغه ابرهای الکترونی d که در صفحات موازی قرار دارند، همپوشانی دارند.

سیگما - ارتباطبادوام تر از پی - ارتباط.

C 2 H 6 –sp 3 -هیبریداسیون.

C-C- پیوند σ (همپوشانی 2sp 3 -2sp 3)

S – N- پیوند σ (همپوشانی 2sp 3-AO کربن و 1s-AO هیدروژن)

C 2 H 4 – sp 2 -هیبریداسیون.

پیوند دوگانهاجرا شده با حضور 2 نوع ارتباط - پیوند σ- و π(اگرچه با دو خط یکسان نشان داده شده است، ارزش نابرابر آنها همیشه باید در نظر گرفته شود). σ-باندتوسط همپوشانی مرکزی اوربیتال های هیبرید شده sp 2 تشکیل می شود و پیوند π- با همپوشانی جانبی گلبرگهای اوربیتالهای p اتمهای کربن هیبرید شده sp 2 مجاور. شکل گیری پیوند در یک مولکول اتیلن را می توان با نمودار زیر نشان داد:

C = C- پیوند σ (همپوشانی 2sp 2 -2sp 2) و π-پیوند (2pz-2pz)

S – N- پیوند σ (همپوشانی 2sp 2-AO کربن و 1s-AO هیدروژن)

C 2 H 2 — هیبریداسیون sp

پیوند سه گانهبا ترکیبی از σ- و دو پیوند π که توسط دو اتم هیبرید شده sp تشکیل شده است، تحقق می یابد.

σ-بانداز همپوشانی مرکزی اوربیتال‌های هیبرید شده sp از اتم‌های کربن مجاور ناشی می‌شود. پیوندهای π با همپوشانی جانبی گلبرگ ها تشکیل می شوند py-اوربیتال ها و pz-اوربیتال ها تشکیل پیوندها در مولکول استیلن H - C≡C - H را می توان به صورت نمودار نشان داد:

C≡C- پیوند σ (همپوشانی 2sp-2sp)؛

π -اتصال (2ry-2ry)؛

π -اتصال (2pz-2pz)؛

S – N- پیوند σ (همپوشانی 2sp-AO کربن و 1s-AO هیدروژن).

مسئله 5. چه نیروهایی از برهمکنش بین مولکولی دوقطبی-دوقطبی (جهانی)، القایی و پراکنده نامیده می شوند؟ ماهیت این نیروها را توضیح دهید. ماهیت نیروهای غالب برهمکنش بین مولکولی در هر یک از مواد زیر چیست: H 2 O، HBr، Ar، N 2، NH 3؟

راه حل: بین مولکول ها ممکن است وجود داشته باشد برهمکنش الکترواستاتیکی... همه کاره ترین - پراکنده از آنجا که این به دلیل برهمکنش مولکول ها با یکدیگر به دلیل ریزدوقطبی های فوری آنها است. ظهور و ناپدید شدن همزمان آنها در مولکول های مختلف به جذب آنها کمک می کند. در غیاب همزمانی، مولکول ها دفع می شوند.

تعامل جهت گیری بین مولکول های قطبی ظاهر می شود. هرچه قطبیت مولکول بیشتر باشد، نیروی جاذبه آنها به یکدیگر قوی تر است و در نتیجه برهمکنش جهت گیری بیشتری خواهد داشت.

تعامل القایی مولکول ها به دلیل دوقطبی های القایی آنها به وجود می آیند. هنگامی که دو مولکول به هم می رسند - قطبی و غیر قطبی، مولکول غیر قطبی تغییر شکل می دهد که به ظاهر یک دوقطبی در آن کمک می کند. یک دوقطبی القایی قادر است یک مولکول قطبی را به یک دوقطبی دائمی جذب کند. تعامل القاییهر چه بیشتر، گشتاور الکتریکی و قطبش پذیری مولکول مهم تر است.

سهم نسبی هر نوع برهمکنش به قطبیت و قطبش پذیری مولکول ها بستگی دارد. بنابراین، هر چه قطبیت مولکول بالاتر باشد، نقش نیروهای جهت گیری مهمتر است. هرچه قطبش پذیری بیشتر باشد، تأثیر نیروهای پراکندگی بیشتر است. نیروهای القایی به هر دو عامل بستگی دارند، اما خود آنها معمولاً نقش ثانویه دارند.

از این مواد جهت گیری و تعامل القاییدر مولکول های قطبی - H 2 O و NH 3 رخ می دهد. تعامل پراکندگی- در مولکول های غیر قطبی و کم قطب - HBr، Ar، N 2

مسئله 6. دو طرح از پر کردن MO در برهمکنش دو AO با جمعیت ارائه دهید: الف) الکترون + الکترون (1 + 1) و ب) الکترون + اوربیتال خالی (1 + 0). کووالانسی هر اتم و ترتیب پیوند را تعیین کنید. حدود انرژی پیوند چیست؟ کدام یک از پیوندهای مشخص شده در مولکول هیدروژن H 2 و یون مولکولی؟

راه حل :

آ)به عنوان مثال، K 2 و Li 2 را در نظر بگیرید. در شکل گیری ارتباطات دخیل است s - اوربیتال ها:

سفارش ارتباطی:

ب)به عنوان مثال، K 2 + و Li 2 + را در نظر بگیرید. در شکل گیری ارتباطات دخیل است s - اوربیتال ها:

سفارش ارتباطی:

کووالانسیاز هر اتم 1 است.

انرژی ارتباطیبه تعداد الکترون های ظرفیت بستگی دارد: هرچه الکترون کمتر باشد، انرژی اتصال کمتر است. در K 2 و Li 2 و K 2 + و Li 2 +، انرژی اتصال در محدوده 200-1000 کیلوژول بر مول قرار دارد.

در مولکول Н 2ارتباط مانند الکترون + الکترون، آ در یون مولکولی Н 2 + — الکترون + اوربیتال خالی

مسئله 7. پیکربندی الکترونیکی مولکول NO را با روش MO ارائه دهید. چگونه خواص مغناطیسی و استحکام پیوند در طول انتقال از مولکول NO به یون مولکولی NO + تغییر می کند؟

اتم ها می توانند با یکدیگر ترکیب شوند و مواد ساده و پیچیده را تشکیل دهند. در این حالت، انواع مختلفی از پیوندهای شیمیایی تشکیل می شود: یونی، کووالانسی (غیر قطبی و قطبی)، فلزی.
یکی از ضروری ترین ویژگی های اتم های عناصر که تعیین می کند چه نوع پیوندی بین آنها ایجاد می شود، الکترونگاتیوی است. توانایی اتم های یک ترکیب برای جذب الکترون به سمت خود.
هر چه اتم بیشتر الکترون ها را به سمت خود جذب کند، الکترونگاتیوی آن بیشتر می شود. الکترونگاتیوی به اندازه اتم و بار هسته آن بستگی دارد. اندازه اتم های عناصر همان دوره با افزایش بار هسته ای کاهش می یابد. این به این دلیل است که بار هسته اتم از عنصری به عنصر دیگر افزایش می‌یابد، در حالی که تعداد لایه‌های الکترونی ثابت می‌ماند. در این حالت، اتم فشرده تر می شود، اندازه اتم تا پایان دوره کاهش می یابد و نیروی جاذبه الکترون ها توسط هسته افزایش می یابد. بنابراین، الکترونگاتیوی عناصر در دوره افزایش می یابد.
در عناصر زیر گروه های اصلی، با افزایش بارهای هسته ای، تعداد لایه های الکترونیکی نیز افزایش می یابد، بنابراین اندازه اتم ها افزایش می یابد. جاذبه الکترون های بیرونی کاهش می یابد. بنابراین، الکترونگاتیوی عناصر در گروه کاهش می یابد.
عناصر غیرفلزی دارای بیشترین الکترونگاتیوی هستند: فلوئور، اکسیژن، نیتروژن و غیره. عناصر فلزی الکترونگاتیو کمتری دارند. عناصری مانند پتاسیم، سدیم و کلسیم کمترین الکترونگاتیوی را دارند. به ترتیب نزولی الکترونگاتیوی، عناصر را می توان در یک ردیف مرتب کرد:
F، O، N، Cl، Br، S، I، C، Se، P، H، B، Si، Cu. آهن، روی Al، Mg، Li، Ca، Na، K
الکترونگاتیوی فلوئور به طور معمول 4.0 در نظر گرفته می شود. الکترونگاتیوی پتاسیم 0.8 است.
نوع پیوند شیمیایی بستگی به این دارد که چقدر تفاوت در مقادیر الکترونگاتیوی اتم های اتصال عناصر وجود دارد. هر چه اتم های عناصر تشکیل دهنده پیوند از نظر الکترونگاتیوی متفاوت باشند، پیوند شیمیایی قطبی تر است.
1. پیوند یونی از برهم کنش اتم ها تشکیل می شود که از نظر الکترونگاتیوی به شدت با یکدیگر تفاوت دارند. به عنوان مثال، فلزات معمولی لیتیوم (Li)، سدیم (Na)، پتاسیم (K)، کلسیم (Ca)، استرانسیوم (Sr)، باریم (Ba) یک پیوند یونی با غیر فلزات معمولی تشکیل می دهند. در این حالت یک یون فلزی با بار مثبت و یک یون غیر فلزی با بار منفی تشکیل می دهد.
2. کووالانسی پیوند بین اتم های غیر فلزات است که در نتیجه آن جفت الکترون های مشترک ایجاد می شود.
بین پیوندهای کووالانسی غیرقطبی و قطبی تمایز قائل شوید.
وقتی اتم هایی با الکترونگاتیوی یکسان برهم کنش می کنند، مولکول هایی با پیوند کووالانسی غیر قطبی تشکیل می شوند. چنین پیوندی در مولکول های مواد ساده وجود دارد: هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، کلر و غیره. پیوندهای شیمیایی در اینها از طریق جفت الکترون های مشترک تشکیل می شوند. هنگامی که ابرهای الکترونی مربوطه با هم همپوشانی دارند، به دلیل برهمکنش الکترون-هسته ای زمانی که اتم ها به یکدیگر نزدیک می شوند.
هنگامی که اتم‌ها برهم کنش می‌کنند، مقادیر الکترونگاتیوی‌های آن‌ها متفاوت است، اما نه به شدت، جفت الکترون مشترک به اتم الکترونگاتیو تری منتقل می‌شود و یک پیوند قطبی کووالانسی تشکیل می‌شود. در این مورد، اتهامات جزئی تشکیل می شود. این رایج ترین نوع پیوند شیمیایی است که در ترکیبات معدنی و آلی یافت می شود.
3. فلزی پیوندی است که در نتیجه برهمکنش الکترون های نسبتاً آزاد با یون های فلزی ایجاد می شود. این نوع پیوند برای مواد ساده - فلزات و آلیاژهای آنها معمول است. ماهیت فرآیند تشکیل پیوند فلزی به شرح زیر است: اتم های فلز به راحتی الکترون های ظرفیتی را اهدا می کنند و به یون های باردار مثبت تبدیل می شوند. الکترون های نسبتا آزاد جدا شده از اتم بین یون های فلزی مثبت حرکت می کنند. یک پیوند فلزی بین آنها ایجاد می شود.
ترسیم یک خط مشخص بین انواع پیوندهای شیمیایی غیرممکن است. در اکثر ترکیبات، نوع پیوند شیمیایی میانی است. به عنوان مثال، یک پیوند شیمیایی کووالانسی بسیار قطبی نزدیک به یک پیوند یونی است. بسته به اینکه پیوند شیمیایی از نظر ماهیت به کدام یک از موارد محدود کننده نزدیکتر باشد، به پیوند قطبی یونی یا کووالانسی اطلاق می شود.

مؤسسه آموزشی شهرداری

"مدرسه متوسطه № 63 BRYANSK"

مواد مربوط به رسیدگی

"ارتباطات شیمیایی"

علم شیمی

کلاس هشتم

معلم شیمی

MBOU SOSH № 63، Bryansk

گایدوکووا الکساندرا پاولونا

پیوند شیمیایی. انواع اصلی پیوندهای شیمیایی

یاد آوردن!

الکترونگاتیوی چیست؟ چگونه الکترونگاتیوی عناصر در یک دوره تغییر می کند؟ چگونه الکترونگاتیوی عناصر در زیر گروه های اصلی تغییر می کند؟

اجرا کردن! تمرین 1.کدام یک از دو عنصر شیمیایی EO بیشتری دارد. لطفا پاسخ خود را علامت بزنید.الف) Mg و Sr. ب) S و Si; ج) C و F; د) N و As; ه) K و Fr
وظیفه 2.تعیین کنید کدام یک از دو عنصر کمترین توانایی جذب الکترون از اتم های دیگر را دارد. لطفا پاسخ خود را علامت بزنید.چرت؛ ب) O و Se; ج) کلر و Rb. د) Ca و Ba; ه) Cs و Al
تکلیف 3... چند عنصر را مشخص کنید که مقدار EO برای آنها یکسان است: Li - K; F Br است. Cl است Cl است. Na - Cl کاوش کنید! پیوند شیمیایی- چنین تعامل اتم های عناصر شیمیایی که منجر به تشکیل ساختارهای پایدار (مولکول ها، یون ها، کریستال ها) می شود.

انواع پیوندهای شیمیایی

پیوند کووالانسی... بین اتم های عناصر غیرفلزی رخ می دهد. دو نوع پیوند کووالانسی وجود دارد: الف) کووالانسی غیر قطبیپیوندی بین اتم‌های عناصر غیرفلزی با مقدار EO یکسان ایجاد می‌شود. ب) قطبی کووالانسیپیوندی بین اتم های عناصر غیرفلزی با مقادیر مختلف EO ایجاد می شود. پیوند یونی... بین اتم های یک عنصر فلزی و یک عنصر غیرفلزی اتفاق می افتد که مقادیر EO آنها به شدت متفاوت است. پیوند فلزی... بین اتم های یک فلز مشخص رخ می دهد. پیوند هیدروژنی... بین بوجود می آید اتم هیدروژن یک مولکول و عنصر الکترونگاتیو بیشتر یک مولکول دیگر .

اجرا کردن! وظیفه 4.نمودار "انواع پیوند شیمیایی" را در یک دفترچه بنویسید.وظیفه 5.جدول 1 را پر کنید و در مورد نوع پیوند شیمیایی هر ترکیب نتیجه گیری کنید.*سانتی متر. جدول 1 در سمت مجاور

وظیفه 6.گزینه I). تعیین نوع پیوند شیمیایی در ترکیباتی که فرمول آنها آورده شده است: SO 3 _______________________________________________________

ClF 3 ________________________________________

برادر 2 ________________________________________

(H 2 O) 3 _____________________________________________________

CaCl 2 _________________________________________________

مس ________________________________________________

تکلیف 7... (اگر در حال حاضر هستید این تلاش را تکمیل کنیدگزینه دوم). تعیین نوع پیوند شیمیایی در ترکیباتی که فرمول آنها آورده شده است: N 2 ______________________________________________________

CO 2 _______________________________________

KI________________________________________________

(NH 3) 2 _____________________________________________________

HBr________________________________________

Mg________________________________________________

ارزیابی معلم

پیوند شیمیایی کووالانسی

یاد آوردن!

پیوند شیمیایی چیست؟ انواع پیوندهای شیمیایی را فهرست کنید. چه پیوند شیمیایی کووالانسی نامیده می شود؟ دو نوع پیوند شیمیایی کووالانسی را نام ببرید. به آنها تعاریف بدهید.

اجرا کردن! تمرین 1.از فرمول مواد زیر، فرمول ترکیبات دارای پیوند قطبی کووالانسی را بنویسید: O 2، PH 3، H 2، OF 2، O 2، CuO، NH 3

تکلیف 2... از فرمول مواد زیر، فرمول ترکیبات دارای پیوند کووالانسی غیر قطبی را بنویسید:من 2; HCl، O 2، NH 3، H 2 O، N 2، Cl 2، Ag.
____________________________________________________________________ کاوش کنید! پیوند شیمیایی کووالانسی پیوندی است که بین اتم های عناصر غیرفلزی به دلیل تشکیل یک یا چند جفت الکترون مشترک ایجاد می شود. جفت های الکترونیکی بین اتم ها از ترکیب الکترون های جفت نشده هر اتم تشکیل می شوند. تعداد الکترون های جفت نشده در یک اتم نافلز (گروه VA - VIIA، IVA - در حالت برانگیخته) را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:

تعداد جفت نشده e = 8 - ن جی ,

که در آن N g تعداد گروهی است که عنصر در آن قرار دارد

اجرا کردن! وظیفه 3.جدول را پر کنید:

عنصر غیر فلزی

به کاوش ادامه دهید!

مکانیسم تشکیل پیوند کووالانسی غیر قطبی

اجازه دهید مکانیسم تشکیل یک پیوند کووالانسی غیر قطبی را با استفاده از مثال یک مولکول هیدروژن در نظر بگیریم. H 2. (توضیح دهید که چرا یک پیوند کووالانسی غیرقطبی در مولکول هیدروژن وجود دارد؟). مولکول H 2 شامل دو اتم هیدروژن است: H و H. فرمول های الکترونی گرافیکی ساختار هر اتم را رسم کنید:

N N

همانطور که از فرمول های الکترونی گرافیکی که ساخته اید می بینید، تعداد الکترون های جفت نشده در هر اتم هیدروژن ________ است. الکترون های جفت نشده هر اتم را با یک خط موجی به هم وصل کنید. اکنون شما یک نمایش شماتیک از تشکیل پیوند کووالانسی غیر قطبی در یک مولکول هیدروژن دارید.

خلاصه کنید!هر اتم هیدروژن دارای یک الکترون جفت نشده ______ است که در سطح انرژی _____ قرار دارد. در این سطح انرژی فقط دو الکترون می تواند وجود داشته باشد. بنابراین، اتم هیدروژن برای تکمیل سطح انرژی به الکترون ______ دیگری نیاز دارد. در فرآیند یک پیوند شیمیایی، یک جفت الکترون مشترک بین اتم های هیدروژن تشکیل می شود که به طور مساوی به هر اتم هیدروژن تعلق دارد. در نتیجه، هر اتم دارای ______ یک الکترون است. از آنجایی که هر دو اتم هیدروژن مقدار EO یکسانی دارند، جفت الکترون کل به سمت هیچ اتمی جابجا نمی شود. بنابراین به این نوع پیوند کووالانسی می گویند غیر قطبیارتباط مدار الکترونیکیتشکیل یک پیوند کووالانسی غیر قطبی در یک مولکول هیدروژن به شکل زیر است:

ن . + . ن ن : ن.اگر جفت الکترون مشترک را با یک میله جایگزین کنید، فرمول ساختاری مولکول را دریافت می کنید: H - H. اگر چندین جفت الکترون مشترک وجود داشته باشد، هر جفت با یک میله جایگزین می شود.

اجرا کردن!

تکلیف 4... مکانیسم تشکیل پیوند کووالانسی غیرقطبی در مولکول ها را به تصویر بکشید Cl 2, O 2 با استفاده از فرمول های گرافیکی الکترونیکی، الکترونیکی و ساختاری. در کنار نمودارها نشان می دهد: الف) تعداد الکترون های جفت نشده هر اتم. ب) تعداد الکترون ها در سطح بیرونی هر اتم. ج) تعداد جفت الکترون های مشترک در هر مولکول.

کار را در صفحه تمیز 4 کامل کنید

به کاوش ادامه دهید!

مکانیسم تشکیل پیوند قطبی کووالانسی

اجازه دهید مکانیسم تشکیل یک پیوند کووالانسی غیرقطبی را با استفاده از مثال یک مولکول کلرید هیدروژن در نظر بگیریم. HCl (توضیح دهید که چرا یک پیوند قطبی کووالانسی در مولکول هیدروژن کلرید وجود دارد؟). مولکول HCl شامل دو اتم است: _____ و ______. فرمول های الکترون گرافیکی ساختار هر اتم را رسم کنید:

همانطور که از فرمول هایی که ساخته اید می بینید، اتم هیدروژن دارای _____ الکترون جفت نشده، اتم کلر دارای _____ الکترون جفت نشده است. الکترون های جفت نشده هر اتم را با یک خط موجی به هم وصل کنید. اکنون شما یک نمایش شماتیک از تشکیل پیوند میدان کووالانسی در یک مولکول کلرید هیدروژن دارید.

خلاصه کنید!اتم هیدروژن یک الکترون جفت نشده ______ دارد که در سطح انرژی _____ قرار دارد و اتم کلر دارای یک الکترون ______ جفت نشده است که در سطح انرژی ______ قرار دارد. بنابراین، اتم هیدروژن و اتم کلر برای تکمیل سطح انرژی به الکترون ______ دیگری نیاز دارند. در فرآیند یک پیوند شیمیایی، یک جفت الکترون مشترک بین اتم های هیدروژن تشکیل می شود که هم به اتم هیدروژن و هم به اتم کلر تعلق دارد. در نتیجه هر اتم دارای یک پوسته الکترونی کامل است. جفت الکترون کل در مورد یک پیوند قطبی کووالانسی به سمت یک عنصر الکترونگاتیو تر منتقل می شود. از آنجایی که از دو اتم، H و Cl، اتم _______ دارای بالاترین EO است، سپس کل جفت الکترون به سمت اتم _______ منتقل می شود. مدار الکترونیکیتشکیل یک پیوند کووالانسی غیر قطبی در یک مولکول هیدروژن به شکل زیر است:

ن . + . Cl  ن : Cl ( در مدار الکترونیکی، جفت الکترون مشترک نزدیک‌تر به اتم EO بیشتر نشان داده می‌شود). اگر جفت الکترون مشترک را با یک خط تیره جایگزین کنید، فرمول ساختاری مولکول را دریافت می کنید: H - Cl ... در فرمول ساختاری، جابجایی جفت الکترون مشترک با یک فلش نشان داده شده است: HCl ... در نتیجه جابجایی جفت الکترون، هر اتم در مولکول یک بار جزئی به دست می آورد: هیدروژن - یک بار مثبت جزئی (بعد از جابجایی جفت الکترون "نفس کشیدن" برای آن آسان تر است)، کلر - یک جزئی. بار منفی (بار اضافی را روی خود می کشد)، به عنوان مثال دو "قطب" تشکیل می شود. بنابراین به این نوع پیوند کووالانسی می گویندقطبیارتباط

P.S. اگر تعداد الکترون های جفت نشده اتم 1 از تعداد الکترون های جفت نشده اتم 2 بیشتر باشد، باید آنقدر اتم 2 گرفت که تعداد الکترون های جفت نشده منطبق باشد.

اجرا کردن!

وظیفه 5.مکانیسم تشکیل پیوند قطبی کووالانسی در مولکول ها را ترسیم کنید HBr، H 2 S با استفاده از فرمول های گرافیکی الکترونیکی، الکترونیکی و ساختاری. در کنار نمودارها نشان می دهد: الف) تعداد الکترون های جفت نشده هر اتم. ب) تعداد الکترون ها در سطح بیرونی هر اتم. ج) جفت های الکترون مشترک در جهت کدام اتم جابجا شده اند. پاسخ را توضیح دهید.

اگر فضا کم است، استفاده کنید سمت معکوسورق

ارزیابی معلم

پیوند شیمیایی یونی

کاوش کنید!

پیوند یونی یک پیوند شیمیایی است که بین یون ها به دلیل نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی ایجاد می شود.یونس - ذرات باردار که از اهدا یا اتصال الکترون توسط یک اتم تشکیل می شوند. اتم های یک عنصر شیمیایی فقط از سطح انرژی خارجی الکترون اهدا می کنند و بر این اساس، الکترون ها را به سطح انرژی خارجی نیز می پذیرند. اگر اتم یک عنصر شیمیایی الکترون‌ها را رها کند، به یونی با بار مثبت تبدیل می‌شود ("خوشحال" که او "بار" خود را برداشته است) به عنوان مثال: Na 0 - 1е Na + ... یون های دارای بار مثبت نامیده می شوندکاتیون ها ... بار کاتیون برابر با تعداد الکترون های اهدایی است. (!اتم هااز همه فلزاتهمیشه فقط بخشید الکترون ها و همیشه تبدیل بهکاتیون ها !) اگر اتم یک عنصر شیمیایی الکترون ها را بچسباند، به یونی با بار منفی تبدیل می شود ("بار اضافی" را بر عهده گرفت و بنابراین "ناراحت" می شود). برای مثال: S 0 + 2 eS -2 ... یون های دارای بار منفی نامیده می شوندآنیون ها ... بار آنیون برابر با تعداد الکترون های دریافتی است.

اجرا کردن!

تمرین 1... تعاریف را در دفتر یادداشت بنویسید: الف) پیوند یونی. ب) یون ها نمودار "طبقه بندی یون ها" را ترسیم کنید. توضیحات را یادداشت کنید.

وظیفه 2.کاتیون ها و آنیون ها را از سری پیشنهادی یون ها در نمودار بنویسید: Na +; S -2; N +5; Cl -; Ca +2; Al +3; P -3; O -2; S +4; اف -.

وظیفه 3.در یک دفترچه رسم کنید و جدول 1 را پر کنید.

میز 1.

اتم یک عنصر شیمیایی

کاوش کنید!

مکانیسم تشکیل پیوند یونی

اجازه دهید مکانیسم تشکیل پیوند یونی را با استفاده از مثال کلرید لیتیوم در نظر بگیریم LiCl. این ترکیب از یون های لیتیوم و یون های کلر تشکیل می شود. اجازه دهید شکل گیری این یون ها را با استفاده از فرمول های گرافیکی الکترونیکی نشان دهیم:

Li 0 Li +

1 s 2 2s 1 1s 2 (پیکربندی الکترونیکی اتم گاز نجیب هلیوم)

Cl 0 Cl - - 1e

Cl 0 Cl -

1 s 2 2 2 2 p 6 3 s 2 3 p 5 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6

پیوند یونی بین یون های لیتیوم تشکیل شده ایجاد می شود Li + و کلر Cl -. واضح است که ذرات باردار مخالف به یکدیگر جذب شده و توسط نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی نگه داشته می شوند. کل مکانیسم تشکیل پیوند یونی را می توان در قالب یک نمودار کوتاه نشان داد:

Li 0 - 1 eLi + پیوند یونی

Cl 0 + 1 eCl -

اجرا کردن!وظایف در پشت، کامل شده است در دفترچه یادداشت

وظیفه 4.(اگر در حال حاضر هستید این تلاش را تکمیل کنیدگزینه I). شکل گیری پیوند یونی بین اتم های Na و S را نشان دهید. به تعداد الکترون هایی که سدیم از دست می دهد و تعداد الکترون هایی که گوگرد می گیرد توجه کنید... واضح است که یک اتم سدیم کافی نیست ... (این بود یک راهنما). پس از انجام این کار به سوالات پاسخ دهید:

برای تشکیل پیوند یونی بین آن و گوگرد به چند اتم سدیم نیاز دارید؟ چرا؟

یون گوگرد چه پیکربندی از گاز نجیب را می پذیرد؟

توضیح دهید چرا اتم سدیم الکترون اهدا می کند؟ چرا اتم گوگرد الکترون می گیرد؟

وظیفه 5.(اگر در حال حاضر هستید این تلاش را تکمیل کنیدگزینه دوم). شکل گیری پیوند یونی بین اتم های Na و N را نشان دهید. به تعداد الکترون هایی که سدیم می دهد و تعداد الکترون هایی که نیتروژن می گیرد توجه کنید ... یک اتم سدیم به وضوح کافی نیست ... (این بود یک راهنما). پس از انجام این کار به سوالات پاسخ دهید:

برای تشکیل پیوند یونی بین آن و نیتروژن چند اتم سدیم نیاز دارید؟ چرا؟

یون سدیم چه پیکربندی گاز نجیب را می پذیرد؟

یون نیتروژن چه پیکربندی گاز نجیب را می پذیرد؟

توضیح دهید چرا اتم سدیم الکترون اهدا می کند؟ چرا اتم نیتروژن الکترون می گیرد؟

وظیفه 6.نمودار ساختار یون های زیر را رسم کنید: Mg +2; O -2; Ca +2; اف -. فرمول های الکترونیکی مختصر شده را برای آنها بنویسید و مشخص کنید که کدام پیکربندی گازهای نجیب با پیکربندی این یون ها مطابقت دارد. از تمام ترکیبات ممکن که توسط این یون ها ایجاد می شود فرمول بسازید.

وظیفه 7.چه یون هایی می توانند پیکربندی داشته باشند 1 s 2 2s 2 2p 6 (پیکربندی الکترونیکی اتم نئون). حداقل سه کاتیون و سه آنیون را مثال بزنید.

مشق شب!موضوع پیوند شیمیایی یونی را بیاموزید. برای s / r در موضوعات "الکترونی منفی عناصر شیمیایی"، "پیوند شیمیایی کووالانسی"، "پیوند یونی" آماده شوید.

فهرست ادبیات استفاده شده

علم شیمی. شیمی معدنی پایه هشتم: کتاب درسی آموزش عمومی. نهادها / رودزیتیس، فلدمن - ویرایش سیزدهم-M: آموزش، 2009- 176s