Ոչ մետաղական տարրերի ատոմների փոխազդեցությունը միմյանց հետ կարճ է։ «Ոչ մետաղական տարրերի ատոմների փոխազդեցությունը միմյանց հետ» (8-րդ աստիճան). Փոխազդեցություն պարզ նյութերի հետ

Մենք արդեն քննարկել ենք, թե ինչպես են մետաղական տարրերի ատոմները փոխազդում ոչ մետաղական տարրերի ատոմների հետ. ոմանք նվիրաբերում են իրենց արտաքին էլեկտրոնները և վերածվում դրական իոնների, իսկ մյուսներն ընդունում են էլեկտրոնները և վերածվում բացասական իոնների: Իոնները ձգվում են միմյանց՝ առաջացնելով իոնային միացություններ։

Իսկ ինչպե՞ս է իրականացվում ոչ մետաղական տարրերի ատոմների կապը, որոնք ունեն էլեկտրոնների միացման նմանատիպ միտում։ Եկեք նախ դիտարկենք, թե ինչպես է իրականացվում նույն քիմիական տարրի ատոմների միջև կապը, օրինակ, այն նյութերում, որոնք ունեն երկատոմային մոլեկուլներ՝ ազոտ N 2, ջրածին H 2, քլոր C1 2:

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ ինդեքսներն օգտագործվում են նաև այս նյութերի բաղադրությունն արտացոլելու համար՝ օգտագործելով քիմիական նշաններ:

Ոչ մետաղական տարրի երկու նույնական ատոմները կարող են միավորվել մոլեկուլի մեջ միայն մեկ ձևով` սոցիալականացնելով իրենց արտաքին էլեկտրոնները, այսինքն` դրանք ընդհանուր դարձնելով երկու ատոմների համար:

Դիտարկենք, օրինակ, F 2 ֆտորի մոլեկուլի առաջացումը:

Ֆտորի ատոմները Դ.Ի. Մենդելեևի Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի VII խմբի (VIIA խումբ) հիմնական ենթախմբի տարրն են, արտաքին էներգիայի մակարդակում ունեն յոթ էլեկտրոն, և յուրաքանչյուր ատոմին պակասում է ընդամենը մեկ էլեկտրոն, մինչև այն ավարտվի: Ֆտորի ատոմի արտաքին էլեկտրոնները կազմում են երեք էլեկտրոնային զույգ և մեկ չզույգված էլեկտրոն.

Եթե ​​երկու ատոմ մոտենում են միմյանց, և նրանցից յուրաքանչյուրն ունի մեկ արտաքին չզույգված էլեկտրոն, ապա այդ էլեկտրոնները «միավորվում են» և դառնում սովորական երկու ատոմների համար, որոնք դրանով իսկ կազմում են ամբողջական արտաքին ութէլեկտրոն մակարդակ:

Ֆտորի մոլեկուլի ձևավորումը ներկայացված է գծապատկերում.

Եթե ​​մենք նշանակենք ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ գծիկով, ապա գրառումը կոչվում է կառուցվածքային բանաձև, օրինակ՝ ֆտորի մոլեկուլի կառուցվածքային բանաձև։

Ֆտորի մոլեկուլի նման ձևավորվում է նաև երկատոմային ջրածնի մոլեկուլ H 2.

Պետք է հաշվի առնել, որ ջրածնի ատոմի համար կլրացվի հելիումի ատոմի ավարտված մակարդակի նման երկէլեկտրոնային մակարդակը։

Ջրածնի մոլեկուլի կառուցվածքային բանաձևը

Եկեք ճշգրտենք կովալենտային կապի մասին մեր պատկերացումները ջրածնի մոլեկուլի ձևավորման օրինակով՝ օգտագործելով էլեկտրոնային ամպ հասկացությունը (տես § 9): Երբ ջրածնի երկու ատոմ մոտենում են միմյանց, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի գնդաձև ձևի մեկ s-էլեկտրոնային ամպ, էլեկտրոնային ամպերը համընկնում են: Այս դեպքում առաջանում է մի տարածք (վայր), որտեղ բացասական լիցքի խտությունն ամենաբարձրն է և հետևաբար ունի ավելացած բացասական լիցք։ Դրական լիցքավորված միջուկներ են ձգվում (դա հայտնի է ֆիզիկայի ընթացքից), և ձևավորվում է մոլեկուլ։ Այսպիսով, քիմիական կապը էլեկտրական ուժերի գործողության արդյունք է: Ներկայացնենք վերը նշվածը գծապատկերի տեսքով.

Հարկ է նշել, որ կովալենտային կապի, ինչպես նաև իոնային կապի առաջացումը հիմնված է հակադիր լիցքերի փոխազդեցության վրա։

Եզրափակելով՝ դիտարկենք հիմնավորման ալգորիթմը, որն անհրաժեշտ է կովալենտային կապի ձևավորման սխեման գրելու համար, օրինակ՝ N 2 ազոտի մոլեկուլի համար։

1. Ազոտը V խմբի (VA խումբ) հիմնական ենթախմբի տարր է։ Նրա ատոմներն արտաքին մակարդակում ունեն հինգ էլեկտրոն։ Չզույգված էլեկտրոնների թիվը որոշելու համար մենք օգտագործում ենք բանաձևը.

8 - N = չզույգված էլեկտրոնների թիվը,

որտեղ N-ը քիմիական տարրի խմբի համարն է:

Այսպիսով, ազոտի ատոմները կունենան (8-5 = 3) երեք չզույգված էլեկտրոններ:

2. Գրենք քիմիական տարրերի նշանները արտաքին էլեկտրոնների նշանակմամբ, որպեսզի չզույգված էլեկտրոնները նայեն հարևան նշանին.

3. Գրենք ստացված մոլեկուլի էլեկտրոնային և կառուցվածքային բանաձևերը.

Եթե ​​ատոմները փոխկապակցված են մեկ ընդհանուր էլեկտրոնային զույգով, ապա նման կովալենտային կապը կոչվում է միայնակ, եթե երկուսը՝ կրկնակի, եթե երեքը՝ եռակի։

Որքան ավելի շատ էլեկտրոնային զույգեր ունեն մոլեկուլի ատոմները, այնքան ավելի ամուր են դրանք միմյանց հետ կապված և այնքան փոքր է ատոմների միջուկների միջև հեռավորությունը, որը կոչվում է կապի երկարություն։ Ֆտորի մոլեկուլներում կապը միայնակ է, իսկ ատոմների միջուկների միջև կապի երկարությունը 0,14 նանոմետր է (1 նմ = 10 -9 մ, կամ 0,000000001 մ): Ազոտի մոլեկուլներում կապը եռակի է, իսկ երկարությունը՝ 0,11 նմ։ Ազոտի մոլեկուլը առանձին ատոմների կոտրելու համար մոտ յոթ անգամ ավելի շատ էներգիա է պահանջվում, քան ֆտորի մոլեկուլում առանձին կապերը կոտրելու համար:

Հիմնաբառեր և արտահայտություններ

1. Ատոմային կամ կովալենտային քիմիական կապ։
2. Մեկ, կրկնակի և եռակի կովալենտային քիմիական կապեր:
3. Հղման երկարությունը.
4. Էլեկտրոնային և կառուցվածքային բանաձևեր.

Աշխատեք համակարգչի հետ

1. Տե՛ս էլեկտրոնային հայտը։ Ուսումնասիրեք դասի նյութը և կատարեք առաջարկված առաջադրանքները:
2. Ինտերնետում փնտրեք էլփոստի հասցեներ, որոնք կարող են ծառայել որպես լրացուցիչ աղբյուրներ, որոնք բացահայտում են պարբերության հիմնաբառերի և արտահայտությունների բովանդակությունը: Առաջարկեք ուսուցչին ձեր օգնությունը նոր դաս պատրաստելու հարցում. զեկույց կազմեք հաջորդ պարբերության հիմնական բառերի և արտահայտությունների վերաբերյալ:

Հարցեր և առաջադրանքներ

1. D.I. Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակի VII խմբի (VIIA խումբ) հիմնական ենթախմբի բոլոր տարրերը (ֆտորի ենթախմբեր) կազմում են երկատոմային մոլեկուլներից բաղկացած պարզ նյութեր։ Գրե՛ք նման մոլեկուլների առաջացման էլեկտրոնային սխեման և կառուցվածքային բանաձևը՝ օգտագործելով ընդհանուր քիմիական նշանը ամբողջ G ենթախմբի համար (հալոգեն):
2. Գրեք քիմիական կապերի ձևավորման սխեմաներ այն նյութերի համար, որոնց բաղադրությունը ցուցադրվում է KC1 և C1 2 բանաձևերով:
3. Քանի՞ չզույգացված էլեկտրոն ունեն ծծմբի ատոմները: Ի՞նչ կապ կլինի S 2 մոլեկուլներում: Գրե՛ք S 2 մոլեկուլներում քիմիական կապի առաջացման սխեման։
4. Քիմիական կապի նյութերի ուժեղացման հերթականությամբ դասավորե՛ք S 2, Cl 2, N 2 բանաձևերով և հիմնավորե՛ք ձեր որոշման ճիշտությունը։ Ինչպե՞ս կփոխվի կապի երկարությունը ձեր կազմած շարքի մոլեկուլներում:
5. Նյութերը բաժանել երկու խմբի՝ ըստ քիմիական կապի տեսակի՝ N 2, Li 2 O, KC1, O 2, CaF 2, H 2։

I. Քիմիական կապերի դասակարգում

1. Ըստ քիմիական կապի առաջացման մեխանիզմի

ա) փոխանակումերբ կապ կազմող երկու ատոմներն էլ դրա համար ապահովում են չզույգված էլեկտրոններ։

Օրինակ, ջրածնի մոլեկուլների H2 և քլորի Cl2 ձևավորումը.

բ) դոնոր - ընդունող , երբ ատոմներից մեկը ապահովում է պատրաստի զույգ էլեկտրոններ (դոնոր) կապ ստեղծելու համար, իսկ երկրորդ ատոմը՝ դատարկ ազատ ուղեծիր։

Օրինակ՝ ամոնիումի իոնի (NH4)+ (լիցքավորված մասնիկի) առաջացումը.

2. Էլեկտրոնների ուղեծրերի համընկնման ձևի համաձայն

ա) ս - կապ (սիգմա), երբ համընկնման առավելագույնը գտնվում է ատոմների կենտրոնները միացնող գծի վրա։

Օրինակ,

H2 σ(ներ-ներ)

Cl2 σ(p-p)

HCl σ(s-p)

բ) պ - միացումներ (pi), եթե համընկնման առավելագույնը չի գտնվում ատոմների կենտրոնները միացնող գծի վրա։

3. Ավարտված էլեկտրոնային թաղանթի ձեռքբերման մեթոդի համաձայն

Յուրաքանչյուր ատոմ ձգտում է լրացնել իր արտաքին էլեկտրոնային թաղանթը, և կարող է լինել մի քանի եղանակ՝ հասնելու այդպիսի վիճակի:

II. Կովալենտային կապի էությունը

կովալենտային կապ -սա կապ է, որն առաջանում է ատոմների միջև ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերի ձևավորման պատճառով (օրինակ՝ H2, HCl, H2O, O2):

Ըստ ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերի տեղաշարժման աստիճանի դեպի դրանցով կապված ատոմներից մեկի՝ կովալենտային կապը կարող է լինել. բևեռայինև ոչ բևեռային.

III. Կովալենտային ոչ բևեռային քիմիական կապ

Կովալենտային ոչ բևեռային կապ (CNS) - ձևավորել նույն քիմիական տարրի ատոմները՝ ոչ մետաղ(Օրինակ՝ H2, O2, O3):

Հաղորդակցման մեխանիզմ

Ոչ մետաղի յուրաքանչյուր ատոմ իր արտաքին չզույգված էլեկտրոնները նվիրաբերում է մեկ այլ ատոմի: Ձևավորվում են ընդհանուր էլեկտրոնային զույգեր։ Էլեկտրոնային զույգը հավասարապես պատկանում է երկու ատոմներին:

Դիտարկենք քլորի մոլեկուլի ձևավորման մեխանիզմը. Cl2- kns.

Cl2 մոլեկուլի ձևավորման էլեկտրոնային սխեման.

Cl2 մոլեկուլի կառուցվածքային բանաձևը.

Cl - Cl, σ(p - p) - մեկ կապ

Ջրածնի մոլեկուլի առաջացման ցուցադրում

Դիտարկենք թթվածնի մոլեկուլի ձևավորման մեխանիզմը. O2 - kns.

O2 մոլեկուլի ձևավորման էլեկտրոնային սխեման.

O2 մոլեկուլի կառուցվածքային բանաձևը.

O = O

π

Մոլեկուլում բազմակի, կրկնակի կապ.

Մեկ σ (p - p)

և մեկ π (p - p)

Թթվածնի և ազոտի մոլեկուլների ձևավորման ցուցադրում

IV. Ամրագրման առաջադրանքներ

Առաջադրանք թիվ 1. Որոշեք քիմիական կապերի տեսակները հետևյալ նյութերի մոլեկուլներում.

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

Առաջադրանք թիվ 2. Գրի՛ր H2S, KCl, O2, Na2S, Na2O, N2, NH3, CH4, BaF2, LiCl, CCl4, F2 մոլեկուլների առաջացման մեխանիզմը։ Կովալենտային կապի դեպքում որոշեք էլեկտրոնային ամպերի համընկնման տեսակը (π կամ σ), ինչպես նաև ձևավորման մեխանիզմը (փոխանակիչ կամ դոնոր-ընդունող)

Թեմա՝ Կովալենտային ոչ բևեռային կապ

Առաջադրանքներ.

Կովալենտային կապի, մասնավորապես կովալենտային ոչ բևեռային կապի մասին պատկերացում կազմելու համար.

Ցույց տալ կովալենտային ոչ բևեռային կապի ձևավորման մեխանիզմը;

Շարունակել զարգացնել վերլուծելու, եզրակացություններ անելու հմտությունները.

Մշակել հաղորդակցության մշակույթ:

Մոտիվացիա և նպատակադրում.

Ինչու՞ ազոտը կամ ջրածինը գոյություն ունեն որպես երկատոմային մոլեկուլներ: Զրույցի ընթացքում իրականացնում ենք համատեղ նպատակադրում և որոշում դասի թեման։

Նոր նյութ սովորելը.

Եկեք տեսնենք, թե ինչպես է առաջանում քիմիական կապը մոլեկուլում:Cl 2.

Քլորի ատոմը գտնվում էVIIAՊարբերական աղյուսակի խումբ, ինչը նշանակում է, որ այն ունի յոթ էլեկտրոն արտաքին էներգիայի մակարդակում, և նրան պակասում է միայն մեկ էլեկտրոն այն լրացնելու համար: Արտաքին մակարդակի վեց էլեկտրոններ կազմում են զույգեր, իսկ մեկը՝ չզույգված։ Քլորի երկու ատոմ, որոնք ունեն մեկական չզույգված էլեկտրոն, մոտենում են միմյանց, այս էլեկտրոնները «միավորվում» և ընդհանուր են դառնում երկու ատոմների համար, և մակարդակը դառնում է ամբողջական՝ ութ էլեկտրոն։ Էլեկտրոնների ընդհանուր զույգը կարելի է նշել ուղղակի գծիկով:

Հետևաբար, կովալենտային կապը կամ ատոմային կապը քիմիական կապ է, որը առաջանում է ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերի ձևավորման արդյունքում։

Այս քիմիական կապը ձևավորվում է միևնույն ոչ մետաղի ատոմների միջև, մինչդեռ ձևավորված ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերը հավասարապես պատկանում են երկու ատոմներին և նրանցից ոչ մեկը բացասական լիցքի ավելցուկ կամ բացակայություն չի ունենա, ուստի այս կովալենտային կապը կոչվում է. ոչ բևեռային.

Նմանապես, ձևավորվում է H մոլեկուլ 2. Այնուամենայնիվ, ջրածնի ատոմը գտնվում էԻԱխումբ, այնպես որ յուրաքանչյուր ջրածնի ատոմ ունի միայն մեկ էլեկտրոն, և մինչև արտաքին էներգիայի մակարդակի ավարտը նրան բացակայում է միայն մեկ էլեկտրոն (հիշենք, որ ջրածնի և հելիումի ատոմների համար մակարդակը համարվում է ամբողջական, եթե այն ունի 2 էլեկտրոն): Ջրածնի յուրաքանչյուր ատոմ ունի մեկ էլեկտրոն, և այս չզույգված էլեկտրոնները միավորվում են՝ ձևավորելով ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ, որը կարող է նշանակվել նաև որպես գծիկ։

Բացի այդ, երբ մոտենում են ջրածնի երկու ատոմները, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի գնդաձև ձևի մեկ s-էլեկտրոնային ամպ, այս էլեկտրոնային ամպերը համընկնում են: Այս դեպքում ձևավորվում է շրջան, որտեղ բացասական լիցքի խտությունը մեծ է, դրական լիցքավորված միջուկներ են ձգվում դեպի այն, և առաջանում է մոլեկուլ։

Դիտարկենք ավելի բարդ մոլեկուլի առաջացման մեխանիզմը O 2 .

Թթվածինը ներսում էVIAխումբ, ուստի արտաքին մակարդակում ունի 6 էլեկտրոն։ Իսկ չզույգված էլեկտրոնների թիվը որոշելու համար կարող եք օգտագործել 8 բանաձևը.Ն, որտեղՆ- խմբի համարը. Ուստի յուրաքանչյուր թթվածնի ատոմ կունենա 2 չզույգված էլեկտրոն, որոնք կմասնակցեն քիմիական կապի առաջացմանը։ Այս երկու չզույգված էլեկտրոնները միավորվում են մեկ այլ ատոմի երկու այլ չզույգված էլեկտրոնների հետ և ձևավորվում են երկու ընդհանուր էլեկտրոնային զույգեր, որոնք կարող են պայմանականորեն պատկերվել որպես երկու գծիկ։

Քանի որ թթվածնի մոլեկուլում կապը բաղկացած է երկու էլեկտրոնային զույգից, այն նաև կոչվում է կրկնակի կապ, այն ավելի ամուր կլինի, քան մեկ կապը, ինչպես ջրածնի մոլեկուլում: Բայց դուք պետք է հասկանաք, որ որքան ուժեղ է ատոմների միջև կապը մոլեկուլում, այնքան փոքր է ատոմների միջուկների միջև հեռավորությունը: Այս հեռավորությունը կոչվում է կապի երկարություն: Եռակի կապը նույնիսկ ավելի կարճ է, քան կրկնակի կապը, բայց շատ ավելի ամուր: Օրինակ՝ ազոտի մոլեկուլում՝ եռակի կապում, մոլեկուլը երկու ատոմի բաժանելու համար անհրաժեշտ է յոթ անգամ ավելի շատ էներգիա ծախսել, քան քլորի մոլեկուլում մեկ կապը խզել։

Գիտելիքների ընդհանրացում և համակարգում.

Ո՞ր քիմիական կապն է կոչվում կովալենտային կապ:

Ո՞ր տարրերի ատոմների միջև է առաջանում կովալենտային ոչ բևեռային կապ.

Ո՞րն է կովալենտային կապի առաջացման էությունը:

Ինչպե՞ս է մեկ կապը տարբերվում կրկնակի կամ եռակի կապից:

Ի՞նչ է ցույց տալիս կապի երկարությունը և ինչից է այն կախված:

Գիտելիքների համախմբում և վերահսկում.

Կազմե՛ք նյութերի մոլեկուլների առաջացման սխեմաներ՝ ա) բրոմ; բ) ֆտոր; գ) ազոտ.

Յուրաքանչյուր շարքից վերացրեք ավելցուկը.

ա) CO 2 , ՆՀ 3 , Պ 4 , Պ 2 Օ 5 ;

բ) Կլ 2 , Ս, Ն 2 , CO 2 .

Պատասխան.

ա)Պ 4 ; բ)Cl 2 , Ս, Ն 2 . Սրանք կովալենտային ոչ բևեռային կապով նյութեր են։

Ընտրեք կովալենտային ոչ բևեռային կապ ունեցող նյութեր.

Պ 4 , Հ 2 Ս, ՆՀ 3 , Պ 2 Օ 3 , Ս, Ն 2 , Օ 2 , Հ 2 O, HCl, H 2 .

Պատասխան. կովալենտային ոչ բևեռային կապով նյութերը ձևավորվում են ոչ մետաղների նույն ատոմներից, ուստի դրանք կլինեն.Պ 4 , Ս, Ն 2 , Օ 2 , Հ 2 .

Արտացոլում և ամփոփում.

Ի՞նչ եք կարծում, ինչպե՞ս է սովորել դասի նյութը: ա) գերազանց; բ) լավ; գ) բավարար; դ) չսովորած.

Հիմա կարո՞ղ եք պատասխանել դասի սկզբում մեր տված հարցին:

Տնային աշխատանք:

Իմակարդակ՝ §11, օրինակ. տասներեք;

IIմակարդակ՝ նաև + նախկին. 4, 5.