Interakcija atoma nemetalnih elemenata međusobno je kratka. "Međusobna interakcija atoma nemetalnih elemenata" (8. ocjena). Interakcija sa jednostavnim supstancama

Već smo razmatrali kako atomi metalnih elemenata stupaju u interakciju s atomima nemetalnih elemenata: neki doniraju svoje vanjske elektrone i pretvaraju se u pozitivne ione, dok drugi prihvataju elektrone i pretvaraju se u negativne ione. Joni se privlače jedni prema drugima, formirajući jonska jedinjenja.

A kako se ostvaruje veza između atoma nemetalnih elemenata koji imaju sličnu tendenciju vezivanja elektrona? Razmotrimo prvo kako se vrši veza između atoma istog kemijskog elementa, na primjer, u tvarima koje imaju dvoatomske molekule: dušik N 2, vodik H 2, klor C1 2.

Imajte na umu da se indeksi koriste i za odraz sastava ovih supstanci pomoću hemijskih znakova.

Dva identična atoma nemetalnog elementa mogu se spojiti u molekulu na samo jedan način: socijalizacijom svojih vanjskih elektrona, odnosno tako što će ih učiniti zajedničkim za oba atoma.

Razmotrimo, na primjer, formiranje molekula fluora F 2 .

Atomi fluora - element glavne podgrupe grupe VII (VIIA grupa) Periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva - imaju sedam elektrona na vanjskom energetskom nivou, a svakom atomu nedostaje samo jedan elektron dok se ne završi. Vanjski elektroni atoma fluora formiraju tri elektronska para i jedan nespareni elektron:

Ako se dva atoma približe jedan drugome i svaki od njih ima po jedan vanjski nespareni elektron, tada se ti elektroni „kombinuju“ i postaju zajednički za oba atoma, koji na taj način formiraju završeni vanjski osmoelektronski nivo.

Formiranje molekula fluora prikazano je na dijagramu:

Ako zajednički elektronski par označimo crticom, tada se zapis naziva strukturna formula, na primjer, strukturna formula molekula fluora

Slično molekuli fluora, formira se i dvoatomska molekula vodonika H2:

Treba uzeti u obzir da će dvoelektronski nivo, sličan završenom nivou atoma helijuma, biti završen za atom vodonika.

Strukturna formula molekule vodika

Razradimo naše razumijevanje kovalentne veze na primjeru formiranja molekula vodonika, koristeći koncept elektronskog oblaka (vidi § 9). Kada se dva atoma vodika približe jedan drugome, od kojih svaki ima po jedan oblak s-elektrona sfernog oblika, oblaci elektrona se preklapaju. U tom slučaju nastaje područje (mjesto) gdje je gustina negativnog naboja najveća i stoga ima povećan negativni naboj. Njime se privlače pozitivno nabijena jezgra (to je poznato iz kursa fizike) i formira se molekul. Dakle, hemijska veza je rezultat djelovanja električnih sila. Predstavimo gore navedeno u obliku dijagrama:

Treba napomenuti da se formiranje kovalentne veze, kao i formiranje jonske veze, zasniva na interakciji suprotnih naelektrisanja.

U zaključku, razmotrimo algoritam zaključivanja koji je neophodan da se zapiše shema za formiranje kovalentne veze, na primjer, za molekul dušika N 2 .

1. Azot je element glavne podgrupe V grupe (VA grupa). Njegovi atomi imaju pet elektrona na vanjskom nivou. Da bismo odredili broj nesparenih elektrona, koristimo formulu:

8 - N = broj nesparenih elektrona,

gdje je N broj grupe hemijskog elementa.

Stoga će atomi dušika imati (8-5 = 3) tri nesparena elektrona.

2. Zapišimo znakove hemijskih elemenata sa oznakom vanjskih elektrona tako da nespareni elektroni budu okrenuti prema susjednom znaku:

3. Zapišimo elektronske i strukturne formule rezultirajućeg molekula:

Ako su atomi međusobno povezani jednim zajedničkim elektronskim parom, onda se takva kovalentna veza naziva jednostruka, ako je dva - dvostruka, ako je tri - trostruka.

Što atomi u molekulu imaju češći elektronski par, to su jače vezani jedan za drugog i manja je udaljenost između jezgara atoma, što se naziva dužina veze. Kod molekula fluora, veza je jednostruka, a dužina veze između jezgara atoma je 0,14 nanometara (1 nm = 10 -9 m, ili 0,000000001 m). U molekulima azota veza je trostruka, a njena dužina je 0,11 nm. Potrebno je oko sedam puta više energije da se molekul dušika podijeli na pojedinačne atome nego što je potrebno za raskid pojedinačnih veza u molekulu fluora.

Ključne riječi i fraze

1. Atomska, ili kovalentna, hemijska veza.
2. Jednostruke, dvostruke i trostruke kovalentne hemijske veze.
3. Dužina veze.
4. Elektronske i strukturne formule.

Rad sa računarom

1. Pogledajte elektronsku aplikaciju. Proučite materijal lekcije i dovršite predložene zadatke.
2. Pretražujte na Internetu adrese e-pošte koje mogu poslužiti kao dodatni izvori koji otkrivaju sadržaj ključnih riječi i fraza pasusa. Ponudite učitelju svoju pomoć u pripremi nove lekcije – napravite izvještaj o ključnim riječima i frazama sljedećeg pasusa.

Pitanja i zadaci

1. Svi elementi glavne podgrupe grupe VII (VIIA grupa) Periodnog sistema D. I. Mendeljejeva (podgrupe fluora) formiraju jednostavne supstance koje se sastoje od dvoatomskih molekula. Zapišite elektronsku šemu formiranja i strukturnu formulu takvih molekula, koristeći zajednički hemijski znak za cijelu podgrupu G (halogen).
2. Zapišite sheme za stvaranje hemijskih veza za supstance čiji je sastav prikazan formulama KC1 i C1 2.
3. Koliko nesparenih elektrona imaju atomi sumpora? Koja će veza biti u S 2 molekulima? Zapišite shemu za stvaranje kemijske veze u molekulima S 2.
4. Rasporedite po rastućoj jačini hemijske veze supstance sa formulama S 2, Cl 2, N 2 i obrazložite ispravnost svoje odluke. Kako će se promijeniti dužina veze u molekulima serije koju ste sastavili?
5. Podijelite supstance u dvije grupe prema vrsti hemijske veze: N 2, Li 2 O, KC1, O 2, CaF 2, H 2.

I. Klasifikacija hemijskih veza

1. Prema mehanizmu nastanka hemijskih veza

a) razmjena kada oba atoma koja formiraju vezu daju nesparene elektrone za to.

Na primjer, formiranje molekula vodika H2 i hlora Cl2:

b) donor - akceptor , kada jedan od atoma daje spreman par elektrona (donora) za formiranje veze, a drugi atom daje praznu slobodnu orbitalu.

Na primjer, formiranje amonijum jona (NH4)+ (nabijena čestica):

2. Prema načinu na koji se elektronske orbitale preklapaju

a) σ - veza (sigma), kada maksimum preklapanja leži na liniji koja povezuje centre atoma.

Na primjer,

H2 σ(s-s)

Cl2 σ(p-p)

HCl σ(s-p)

b) π - veze (pi), ako maksimum preklapanja ne leži na liniji koja povezuje centre atoma.

3. Prema načinu postizanja završene elektronske ljuske

Svaki atom teži da dovrši svoju vanjsku elektronsku ljusku, a postoji nekoliko načina da se postigne takvo stanje.

II. Suština kovalentne veze

kovalentna veza - ovo je veza koja se javlja između atoma zbog formiranja zajedničkih elektronskih parova (na primjer, H2, HCl, H2O, O2).

Prema stepenu pomaka uobičajenih elektronskih parova na jedan od atoma koji su njima vezani, kovalentna veza može biti polar i nepolarni.

III. Kovalentna nepolarna hemijska veza

Kovalentna nepolarna veza (CNS) - formiraju atome istog hemijskog elementa - nemetala(Na primjer, H2, O2, O3).

Komunikacioni mehanizam

Svaki atom nemetala donira svoje vanjske nesparene elektrone drugom atomu. Formiraju se zajednički elektronski parovi. Elektronski par podjednako pripada oba atoma.

Razmotrite mehanizam formiranja molekule hlora: Cl2- kns.

Elektronska šema za formiranje molekule Cl2:

Strukturna formula molekule Cl2:

Cl - Cl, σ(p - p) - jednostruka veza

Demonstracija stvaranja molekule vodika

Razmotrite mehanizam formiranja molekule kiseonika: O2 - kns.

Elektronska šema za formiranje molekule O2:

Strukturna formula molekule O2:

O = O

π

U molekuli, višestruka, dvostruka veza:

Jedan σ (p - p)

i jedan π (p - p)

Demonstracija stvaranja molekula kisika i dušika

IV. Zadaci za popravljanje

Zadatak broj 1. Odredi vrste hemijskih veza u molekulima sledećih supstanci:

H2S, KCl, O2, Na2S, Na2O, N2, NH3, CH4, BaF2, LiCl, O3, CO2, SO3, CCl4, F2.

Zadatak broj 2. Napišite mehanizam nastanka molekula H2S, KCl, O2, Na2S, Na2O, N2, NH3, CH4, BaF2, LiCl, CCl4, F2. U slučaju kovalentne veze odredite vrstu preklapanja elektronskih oblaka (π ili σ), kao i mehanizam formiranja (razmjena ili donor-akceptor)

Tema: Kovalentna nepolarna veza

Zadaci:

Formirati ideju o kovalentnoj vezi, posebno kovalentnoj nepolarnoj vezi;

Prikaz mehanizma nastanka kovalentne nepolarne veze;

Nastaviti razvijati vještine analiziranja, donošenja zaključaka;

Negujte kulturu komunikacije.

Motivacija i postavljanje ciljeva:

Zašto dušik ili vodonik postoje kao dvoatomni molekuli? Tokom razgovora vršimo zajedničko postavljanje ciljeva i određujemo temu časa.

Učenje novog materijala:

Pogledajmo kako se formira hemijska veza u molekulu.Cl 2.

Atom hlora je unutraVIIAgrupa Periodnog sistema, što znači da ima sedam elektrona na vanjskom energetskom nivou i da mu nedostaje samo jedan elektron da ga kompletira. Šest elektrona vanjskog nivoa formiraju parove, a jedan je neuparen. Dva atoma hlora, koji imaju po jedan nespareni elektron, približavaju se jedan drugom, ti elektroni se „kombinuju“ i postaju zajednički za oba atoma, a nivo postaje potpun - osam elektrona. Uobičajeni par elektrona može se jednostavno označiti crticom.

Prema tome, kovalentna veza, ili atomska veza, je hemijska veza nastala formiranjem zajedničkih elektronskih parova.

Ova hemijska veza nastaje između atoma istog nemetala, dok zajednički elektronski parovi koji su nastali pripadaju oba atoma podjednako i nijedan od njih neće imati ni višak ni nedostatak negativnog naboja, pa se ova kovalentna veza naziva nepolarni.

Slično, formira se molekul H 2. Međutim, atom vodika je unutraIAgrupa, pa svaki atom vodonika ima samo jedan elektron, a prije završetka vanjskog energetskog nivoa nedostaje mu samo jedan elektron (podsjetimo da se za atome vodonika i helijuma nivo smatra kompletnim ako ima 2 elektrona). Svaki atom vodika ima jedan elektron, a ovi nespareni elektroni se kombinuju da formiraju zajednički elektronski par, koji se takođe može označiti crticom.

Osim toga, kada se dva atoma vodika približe, od kojih svaki ima jedan oblak s-elektrona sfernog oblika, ovi oblaci elektrona se preklapaju. U tom slučaju se formira područje gdje je gustina negativnog naboja velika, pozitivno nabijena jezgra se privlače prema njemu i formira se molekul.

Razmotrimo mehanizam formiranja složenijeg molekula O 2 .

Kiseonik je unutraVIAgrupa, tako da ima 6 elektrona na vanjskom nivou. A da biste odredili broj nesparenih elektrona, možete koristiti formulu 8 -N, gdjeN– broj grupe. Stoga će svaki atom kiseonika imati 2 nesparena elektrona, koji će učestvovati u formiranju hemijske veze. Ova dva nesparena elektrona se kombinuju sa dva druga nesparena elektrona drugog atoma i formiraju se dva zajednička elektronska para, koja se konvencionalno mogu prikazati kao dve crtice.

Budući da se veza u molekulu kisika sastoji od dva elektronska para, naziva se i dvostrukom vezom, bit će jača od jednostruke veze, kao u molekuli vodika. Ali morate shvatiti da što je jača veza između atoma u molekuli, to je manja udaljenost između jezgara atoma. Ova udaljenost se naziva dužina veze. Trostruka veza je čak kraća od dvostruke, ali mnogo jača. Na primjer, u molekulu dušika, trostruka veza, da bi se molekula podijelila na dva atoma, potrebno je potrošiti sedam puta više energije nego za raskid jedne veze u molekulu klora.

Generalizacija i sistematizacija znanja:

Koja hemijska veza se naziva kovalentna veza?

Između atoma kojih elemenata se formira kovalentna nepolarna veza?

Koja je suština formiranja kovalentne veze?

Po čemu se jednostruka veza razlikuje od dvostruke ili trostruke?

Šta pokazuje dužina veze i od čega zavisi?

Konsolidacija i kontrola znanja:

Napravite sheme za formiranje molekula supstanci: a) broma; b) fluor; c) azot.

Uklonite višak iz svakog reda:

a) CO 2 , NH 3 , P 4 , P 2 O 5 ;

b)Cl 2 , S, N 2 , CO 2 .

odgovor:

a)P 4 ; b)Cl 2 , S, N 2 . To su tvari s kovalentnom nepolarnom vezom.

Odaberite supstance sa kovalentnom nepolarnom vezom:

P 4 , H 2 S, NH 3 , P 2 O 3 , S, N 2 , O 2 , H 2 O, HCl, H 2 .

odgovor: supstance sa kovalentnom nepolarnom vezom formiraju isti atomi nemetala, pa će ovi bitiP 4 , S, N 2 , O 2 , H 2 .

Razmišljanje i sumiranje:

Šta mislite kako je naučen materijal za lekciju? a) odličan; b) dobro; c) zadovoljavajući; d) nije naučio.

Možete li sada odgovoriti na pitanje koje smo postavili na početku lekcije?

Zadaća:

Inivo: §11, pr. trinaest;

IInivo: također + pr. 4, 5.