Mittemetalliliste elementide aatomite vastastikmõju on lühike. "Mittemetalliliste elementide aatomite vastastikmõju" (8. klass). Koostoime lihtsate ainetega

Oleme juba mõelnud, kuidas metallelementide aatomid interakteeruvad mittemetalliliste elementide aatomitega: mõned loovutavad oma välised elektronid ja muutuvad positiivseteks ioonideks, teised aga aktsepteerivad elektrone ja muutuvad negatiivseteks ioonideks. Ioonid tõmbuvad üksteise külge, moodustades ioonseid ühendeid.

Ja kuidas toimub ühendus mittemetalliliste elementide aatomite vahel, millel on sarnane kalduvus elektrone siduda? Mõelgem kõigepealt, kuidas toimub side sama keemilise elemendi aatomite vahel näiteks ainetes, millel on kaheaatomilised molekulid: lämmastik N 2, vesinik H 2, kloor C1 2.

Pange tähele, et indekseid kasutatakse ka nende ainete koostise kajastamiseks keemiliste märkide abil.

Mittemetallilise elemendi kaks identset aatomit saavad molekuliks ühineda ainult ühel viisil: sotsialiseerides nende välised elektronid, st muutes need mõlemale aatomile ühiseks.

Mõelgem näiteks fluorimolekuli F 2 tekkele.

Fluori aatomitel - D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodilise tabeli VII rühma (VIIA rühm) põhialarühma element - on välisenergia tasemel seitse elektroni ja igal aatomil puudub kuni selle valmimiseni vaid üks elektron. Fluori aatomi välised elektronid moodustavad kolm elektronpaari ja ühe paaritu elektroni:

Kui kaks aatomit lähenevad üksteisele ja kummalgi neist on üks väline paaritu elektron, siis need elektronid "ühenduvad" ja muutuvad mõlema aatomi jaoks ühiseks, moodustades seeläbi täieliku kaheksaelektroni välise taseme.

Fluori molekuli moodustumine on näidatud diagrammil:

Kui tähistame ühist elektronpaari kriipsuga, siis nimetatakse kirjet struktuurivalemiks, näiteks fluori molekuli struktuurivalemiks

Sarnaselt fluorimolekuliga moodustub ka kaheaatomiline vesiniku molekul H 2:

Arvestada tuleks sellega, et vesinikuaatomi puhul saab lõpule kahe elektroni nivoo, mis sarnaneb heeliumi aatomi lõpetatud tasemega.

Vesiniku molekuli struktuurivalem

Täpsustagem oma arusaama kovalentsest sidemest vesiniku molekuli tekke näitel, kasutades elektronpilve mõistet (vt § 9). Kui kaks vesinikuaatomit lähenevad üksteisele, kummalgi on üks sfäärilise kujuga s-elektronipilv, kattuvad elektronipilved. Sel juhul tekib ala (koht), kus negatiivse laengu tihedus on suurim ja seetõttu on sellel suurenenud negatiivne laeng. Selle poole tõmbavad positiivselt laetud tuumad (see on füüsika kursusest teada) ja moodustub molekul. Seega on keemiline side elektriliste jõudude toime tulemus. Esitame ülaltoodu diagrammi kujul:

Tuleb märkida, et nii kovalentse sideme kui ka ioonse sideme moodustumine põhineb vastandlaengute koosmõjul.

Kokkuvõtteks loeme arutlusalgoritmi vajalikuks, et panna kirja kovalentse sideme moodustumise skeem näiteks lämmastikumolekulile N 2 .

1. Lämmastik on V rühma põhialarühma (VA rühm) element. Selle aatomite välistasandil on viis elektroni. Paaritute elektronide arvu määramiseks kasutame valemit:

8 - N = paaritute elektronide arv,

kus N on keemilise elemendi rühmanumber.

Seetõttu on lämmastikuaatomitel (8-5 = 3) kolm paarita elektroni.

2. Kirjutame üles keemiliste elementide märgid välise elektronide tähistusega nii, et paaritumata elektronid on suunatud naabermärgi poole:

3. Kirjutame üles saadud molekuli elektron- ja struktuurvalemid:

Kui aatomid on omavahel ühendatud ühe ühise elektronpaariga, siis nimetatakse sellist kovalentset sidet üksikuks, kui kahte - kahekordseks, kui kolmeks - kolmiksideks.

Mida tavalisemad elektronpaarid on molekulis olevatel aatomitel, seda tugevamalt on nad omavahel seotud ja seda väiksem on aatomituumade vaheline kaugus, mida nimetatakse sideme pikkuseks. Fluorimolekulides on side üksikside ja sideme pikkus aatomituumade vahel on 0,14 nanomeetrit (1 nm = 10 -9 m ehk 0,000000001 m). Lämmastiku molekulides on side kolmekordne ja selle pikkus on 0,11 nm. Lämmastikumolekuli üksikuteks aatomiteks purustamiseks kulub umbes seitse korda rohkem energiat kui fluorimolekuli üksiksidemete purustamiseks.

Märksõnad ja fraasid

1. Aatomi ehk kovalentne keemiline side.
2. Ühe-, kahe- ja kolmekordsed kovalentsed keemilised sidemed.
3. Lingi pikkus.
4. Elektroonilised ja struktuurvalemid.

Töö arvutiga

1. Vaadake elektroonilist taotlust. Tutvu tunni materjaliga ja täida pakutud ülesanded.
2. Otsige Internetist e-posti aadresse, mis võivad olla täiendavad allikad, mis paljastavad lõigu märksõnade ja fraaside sisu. Paku õpetajale oma abi uue tunni ettevalmistamisel – koosta aruanne järgmise lõigu võtmesõnade ja väljendite kohta.

Küsimused ja ülesanded

1. Kõik D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli VII rühma (VIIA rühm) põhialarühma elemendid (fluori alamrühmad) moodustavad lihtsaid aineid, mis koosnevad kaheaatomilistest molekulidest. Kirjutage üles selliste molekulide elektrooniline moodustumise skeem ja struktuurivalem, kasutades kogu alarühma G (halogeen) jaoks ühist keemilist märki.
2. Kirjutage üles keemiliste sidemete moodustamise skeemid ainete jaoks, mille koostist kuvatakse valemitega KC1 ja C1 2.
3. Kui palju paarituid elektrone on väävliaatomitel? Milline side tekib S2 molekulides? Kirjutage S 2 molekulides keemilise sideme tekkimise skeem.
4. Järjestage keemilise sideme tugevuse suurenemise järjekorda valemitega S 2, Cl 2, N 2 ja põhjendage oma otsuse õigsust. Kuidas muutub sideme pikkus teie koostatud seeria molekulides?
5. Jagage ained keemilise sideme tüübi järgi kahte rühma: N 2, Li 2 O, KC1, O 2, CaF 2, H 2.

I. Keemiliste sidemete klassifikatsioon

1. Vastavalt keemilise sideme moodustumise mehhanismile

a) vahetada kui mõlemad sidet moodustavad aatomid annavad sellele paarituid elektrone.

Näiteks vesiniku molekulide H2 ja kloori Cl2 moodustumine:

b) doonor - vastuvõtja , kui üks aatomitest annab sideme moodustamiseks valmis elektronide paari (doonor) ja teine ​​aatom annab tühja vaba orbitaali.

Näiteks ammooniumiiooni (NH4)+ (laetud osake) moodustumine:

2. Vastavalt sellele, kuidas elektronide orbitaalid kattuvad

a) σ - ühendus (sigma), kui kattumise maksimum asub aatomite keskpunkte ühendaval joonel.

Näiteks,

H2 σ(s-s)

Cl2 σ(p-p)

HCl σ(s-p)

b) π - ühendused (pi), kui kattumise maksimum ei asu aatomite keskpunkte ühendaval joonel.

3. Vastavalt valminud elektronkihi saavutamise meetodile

Iga aatom kipub viimistlema oma välise elektronkihi ja sellise oleku saavutamiseks võib olla mitu võimalust.

II. Kovalentse sideme olemus

kovalentne side - see on side, mis tekib aatomite vahel ühiste elektronpaaride (näiteks H2, HCl, H2O, O2) moodustumise tõttu.

Vastavalt ühiste elektronpaaride nihke astmele ühele nendega seotud aatomile saab kovalentse sideme polaarne ja mittepolaarne.

III. Kovalentne mittepolaarne keemiline side

Kovalentne mittepolaarne side (CNS) - moodustavad sama keemilise elemendi – mittemetalli – aatomeid(Näiteks H2, O2, O3).

Suhtlusmehhanism

Mittemetalli iga aatom loovutab oma välised paarimata elektronid teisele aatomile. Moodustuvad jagatud elektronide paarid. Elektronpaar kuulub võrdselt mõlemale aatomile.

Mõelge kloorimolekuli moodustumise mehhanismile: Cl2- kns.

Cl2 molekuli moodustamise elektrooniline skeem:

Cl2 molekuli struktuurivalem:

Cl - Cl, σ(p - p) - üksikside

Vesinikumolekuli tekke demonstreerimine

Mõelge hapnikumolekuli moodustumise mehhanismile: O2 - kns.

Elektrooniline skeem O2 molekuli moodustamiseks:

O2 molekuli struktuurivalem:

O = O

π

Molekulis on mitmekordne kaksikside:

Üks σ (p - p)

ja üks π (p - p)

Hapniku- ja lämmastikumolekulide tekke demonstreerimine

IV. Ülesanded parandamiseks

Ülesanne number 1. Määrake keemiliste sidemete tüübid järgmiste ainete molekulides:

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

Ülesanne number 2. Kirjutage H2S, KCl, O2, Na2S, Na2O, N2, NH3, CH4, BaF2, LiCl, CCl4, F2 molekulide tekkemehhanism. Kovalentse sideme korral määrake elektronpilvede kattumise tüüp (π või σ), samuti moodustumise mehhanism (vahetus või doonor-aktseptor)

Teema: kovalentne mittepolaarne side

Ülesanded:

Kovalentse sideme, eriti kovalentse mittepolaarse sideme idee moodustamiseks;

Näidake kovalentse mittepolaarse sideme tekkemehhanismi;

Jätkata analüüsi-, järelduste tegemise oskuste arendamist;

Kasvatage suhtluskultuuri.

Motivatsioon ja eesmärkide seadmine:

Miks eksisteerib lämmastik või vesinik kaheaatomiliste molekulidena? Vestluse käigus viime läbi ühise eesmärgipüstituse ja määrame tunni teema.

Uue materjali õppimine:

Vaatame, kuidas tekib molekulis keemiline side.Cl 2.

Kloori aatom on seesVIIAperioodilise tabeli rühm, mis tähendab, et selle välisel energiatasemel on seitse elektroni ja selle täitmiseks puudub ainult üks elektron. Kuus välise tasandi elektroni moodustavad paare ja üks on paaritu. Kaks klooriaatomit, millel mõlemal on üks paaritu elektron, lähenevad üksteisele, need elektronid "ühenduvad" ja muutuvad mõlema aatomi jaoks ühiseks ning tase saab täielikuks - kaheksa elektroni. Tavalist elektronide paari saab tähistada lihtsalt kriipsuga.

Seetõttu on kovalentne side ehk aatomside keemiline side, mis tekib ühiste elektronpaaride moodustumisel.

See keemiline side tekib sama mittemetalli aatomite vahel, samas kui moodustunud ühised elektronpaarid kuuluvad mõlemale aatomile võrdselt ja ühelgi neist ei teki negatiivset laengut ega selle puudumist, seetõttu nimetatakse seda kovalentset sidet nn. mittepolaarne.

Samamoodi moodustub H-molekul 2. Vesinikuaatom on aga seesIArühm, seega on igal vesinikuaatomil ainult üks elektron ja enne välise energiataseme valmimist puudub tal ainult üks elektron (tuletame meelde, et vesiniku ja heeliumi aatomite puhul loetakse tase täielikuks, kui sellel on 2 elektroni). Igal vesinikuaatomil on üks elektron ja need paardumata elektronid moodustavad ühise elektronpaari, mida võib tähistada ka kriipsuga.

Lisaks kattuvad need elektronipilved, kui lähenevad kaks vesinikuaatomit, millest kummalgi on üks sfäärilise kujuga s-elektronipilv. Sel juhul moodustub piirkond, kus negatiivse laengu tihedus on suur, positiivselt laetud tuumad tõmbuvad selle poole ja moodustub molekul.

Vaatleme keerukama molekuli O moodustumise mehhanismi 2 .

Hapnik on seesVIA kaudurühma, seega on selle välistasandil 6 elektroni. Ja paaritute elektronide arvu määramiseks võite kasutada valemit 8 -N, kusN- rühma number. Seetõttu on igal hapnikuaatomil 2 paaristamata elektroni, mis osalevad keemilise sideme moodustamises. Need kaks paarimata elektroni ühinevad teise aatomi kahe paaritu elektroniga ja moodustub kaks ühist elektronpaari, mida võib tinglikult kujutada kahe kriipsuna.

Kuna side hapnikumolekulis koosneb kahest elektronpaarist, nimetatakse seda ka kaksiksidemeks, on see tugevam kui üksikside, nagu vesiniku molekulis. Kuid peate mõistma, et mida tugevam on side aatomite vahel molekulis, seda väiksem on aatomite tuumade vaheline kaugus. Seda kaugust nimetatakse sideme pikkuseks. Kolmikside on isegi lühem kui kaksikside, kuid palju tugevam. Näiteks lämmastiku molekulis, kolmiksidemes, on molekuli kaheks aatomiks jagamiseks vaja kulutada seitse korda rohkem energiat, kui lõhkuda üksikside kloori molekulis.

Teadmiste üldistamine ja süstematiseerimine:

Millist keemilist sidet nimetatakse kovalentseks sidemeks?

Milliste elementide aatomite vahel moodustub kovalentne mittepolaarne side?

Mis on kovalentse sideme moodustumise olemus?

Mille poolest erineb üksikside kaksiks- või kolmiksidemest?

Mida näitab sideme pikkus ja millest see sõltub?

Teadmiste kinnistamine ja kontroll:

Koostage skeemid ainete molekulide moodustamiseks: a) broom; b) fluor; c) lämmastik.

Eemaldage igast reast ülejääk:

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

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

Vastus:

a)P 4 ; b)Cl 2 , S, N 2 . Need on ained, millel on kovalentne mittepolaarne side.

Valige kovalentse mittepolaarse sidemega ained:

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

Vastus: kovalentse mittepolaarse sidemega aineid moodustavad samad mittemetallide aatomid, seegaP 4 , S, N 2 , O 2 , H 2 .

Peegeldus ja kokkuvõte:

Mis te arvate, kuidas õppetunni materjali õpiti? a) suurepärane; b) hea; c) rahuldav; d) pole õppinud.

Kas saate nüüd vastata küsimusele, mille esitasime tunni alguses?

Kodutöö:

matase: §11, eks. kolmteist;

IItase: ka + eks. 4, 5.