Nemetālu elementu atomu mijiedarbība savā starpā ir īsa. "Nemetālu elementu atomu mijiedarbība savā starpā" (8. klase). Mijiedarbība ar vienkāršām vielām

Mēs jau esam apsvēruši, kā metāla elementu atomi mijiedarbojas ar nemetālu elementu atomiem: daži nodod savus ārējos elektronus un pārvēršas pozitīvos jonos, bet citi pieņem elektronus un pārvēršas negatīvos jonos. Joni tiek piesaistīti viens otram, veidojot jonu savienojumus.

Un kā notiek savienojums starp nemetālu elementu atomiem, kuriem ir līdzīga tendence piesaistīt elektronus? Vispirms apskatīsim, kā tiek veikta saite starp viena un tā paša ķīmiskā elementa atomiem, piemēram, vielās, kurām ir diatomu molekulas: slāpeklis N 2, ūdeņradis H 2, hlors C1 2.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka indeksi tiek izmantoti arī, lai atspoguļotu šo vielu sastāvu, izmantojot ķīmiskās zīmes.

Divi identiski nemetāla elementa atomi var apvienoties molekulā tikai vienā veidā: socializējot to ārējos elektronus, tas ir, padarot tos kopīgus abiem atomiem.

Apsveriet, piemēram, fluora molekulas F 2 veidošanos.

Fluora atomiem - D. I. Mendeļejeva ķīmisko elementu periodiskās tabulas VII grupas (VIIA grupa) galvenās apakšgrupas elements - ārējā enerģijas līmenī ir septiņi elektroni, un katram atomam trūkst tikai viena elektrona, līdz tas ir pabeigts. Fluora atoma ārējie elektroni veido trīs elektronu pārus un vienu nepāra elektronu:

Ja divi atomi tuvojas viens otram un katram no tiem ir viens ārējs nepāra elektrons, tad šie elektroni “apvienojas” un kļūst kopīgi abiem atomiem, kas tādējādi veido pabeigtu ārējo astoņu elektronu līmeni.

Fluora molekulas veidošanās ir parādīta diagrammā:

Ja kopīgu elektronu pāri apzīmējam ar domuzīmi, tad ierakstu sauc par strukturālo formulu, piemēram, par fluora molekulas strukturālo formulu.

Līdzīgi kā fluora molekulā, veidojas arī diatomiskā ūdeņraža molekula H 2:

Jāņem vērā, ka divu elektronu līmenis, līdzīgi kā hēlija atoma pabeigtais līmenis, tiks pabeigts ūdeņraža atomam.

Ūdeņraža molekulas strukturālā formula

Precizēsim savu izpratni par kovalento saiti ar ūdeņraža molekulas veidošanās piemēru, izmantojot elektronu mākoņa jēdzienu (sk. 9. §). Kad divi ūdeņraža atomi tuvojas viens otram, katram ir viens s-elektronu mākonis ar sfērisku formu, elektronu mākoņi pārklājas. Šajā gadījumā rodas apgabals (vieta), kur negatīvā lādiņa blīvums ir vislielākais, un tāpēc tam ir palielināts negatīvais lādiņš. Tam tiek piesaistīti pozitīvi lādēti kodoli (tas ir zināms no fizikas kursa), un veidojas molekula. Tādējādi ķīmiskā saite ir elektrisko spēku darbības rezultāts. Attēlosim iepriekš minēto diagrammas veidā:

Jāņem vērā, ka kovalentās saites veidošanās, kā arī jonu saites veidošanās pamatā ir pretēju lādiņu mijiedarbība.

Noslēgumā aplūkosim spriešanas algoritmu, kas nepieciešams, lai pierakstītu kovalentās saites veidošanās shēmu, piemēram, slāpekļa molekulai N 2 .

1. Slāpeklis ir V grupas galvenās apakšgrupas (VA grupa) elements. Tās atomiem ārējā līmenī ir pieci elektroni. Lai noteiktu nepāra elektronu skaitu, mēs izmantojam formulu:

8 - N = nepāra elektronu skaits,

kur N ir ķīmiskā elementa grupas numurs.

Tāpēc slāpekļa atomiem būs (8-5 = 3) trīs nepāra elektroni.

2. Pierakstīsim ķīmisko elementu zīmes ar ārējo elektronu apzīmējumu tā, lai nepāra elektroni būtu vērsti pret blakus zīmi:

3. Pierakstīsim iegūtās molekulas elektroniskās un strukturālās formulas:

Ja atomus savā starpā savieno viens kopīgs elektronu pāris, tad šādu kovalento saiti sauc par vienotu, ja divas - dubultu, ja trīs - trīskāršu.

Jo biežāk sastopami elektronu pāri molekulā esošajiem atomiem, jo ​​spēcīgāk tie ir saistīti viens ar otru un jo mazāks ir attālums starp atomu kodoliem, ko sauc par saites garumu. Fluora molekulās saite ir viena, un saites garums starp atomu kodoliem ir 0,14 nanometri (1 nm = 10 -9 m vai 0,000000001 m). Slāpekļa molekulās saite ir trīskārša, un tās garums ir 0,11 nm. Slāpekļa molekulas sadalīšanai atsevišķos atomos ir nepieciešams aptuveni septiņas reizes vairāk enerģijas, nekā nepieciešams, lai sadalītu atsevišķas saites fluora molekulā.

Atslēgvārdi un frāzes

1. Atomu jeb kovalentā ķīmiskā saite.
2. Viena, dubultā un trīskāršā kovalentā ķīmiskā saite.
3. Saites garums.
4. Elektroniskās un strukturālās formulas.

Darbs ar datoru

1. Skatiet elektronisko pieteikumu. Izpētiet nodarbības materiālu un izpildiet piedāvātos uzdevumus.
2. Meklējiet internetā e-pasta adreses, kas var kalpot kā papildu avoti, kas atklāj rindkopas atslēgvārdu un frāžu saturu. Piedāvājiet skolotājam savu palīdzību jaunas stundas sagatavošanā – veidojiet atskaiti par nākamās rindkopas atslēgas vārdiem un frāzēm.

Jautājumi un uzdevumi

1. Visi D. I. Mendeļejeva periodiskās tabulas VII grupas galvenās apakšgrupas (VIIA grupa) elementi (fluora apakšgrupas) veido vienkāršas vielas, kas sastāv no diatomiskām molekulām. Pierakstiet šādu molekulu veidošanās elektronisko shēmu un strukturālo formulu, izmantojot kopēju ķīmisko zīmi visai apakšgrupai G (halogēns).
2. Pierakstiet ķīmisko saišu veidošanās shēmas vielām, kuru sastāvs ir attēlots ar formulām KC1 un C1 2.
3. Cik nepāra elektronu ir sēra atomos? Kāda saite būs S2 molekulās? Pierakstiet ķīmiskās saites veidošanās shēmu S 2 molekulās.
4. Sakārtojiet ķīmiskās saites stiprības palielināšanas secībā ar formulām S 2, Cl 2, N 2 un pamatojiet sava lēmuma pareizību. Kā mainīsies saites garums jūsu apkopotās sērijas molekulās?
5. Sadaliet vielas divās grupās pēc ķīmiskās saites veida: N 2, Li 2 O, KC1, O 2, CaF 2, H 2.

I. Ķīmisko saišu klasifikācija

1. Saskaņā ar ķīmiskās saites veidošanās mehānismu

a) maiņa kad abi atomi, kas veido saiti, nodrošina tai nepāra elektronus.

Piemēram, ūdeņraža molekulu H2 un hlora Cl2 veidošanās:

b) donors - akceptors , kad viens no atomiem nodrošina gatavu elektronu pāri (donoru), lai izveidotu saiti, un otrais atoms nodrošina tukšu brīvu orbitāli.

Piemēram, amonija jona (NH4)+ veidošanās (lādēta daļiņa):

2. Atbilstoši tam, kā elektronu orbitāles pārklājas

a) σ - savienojums (sigma), kad pārklāšanās maksimums atrodas uz līnijas, kas savieno atomu centrus.

Piemēram,

H2 σ(s-s)

Cl2 σ(p-p)

HCl σ(s-p)

b) π - savienojumi (pi), ja pārklāšanās maksimums neatrodas uz līnijas, kas savieno atomu centrus.

3. Saskaņā ar pabeigtā elektronu apvalka sasniegšanas metodi

Katram atomam ir tendence pabeigt savu ārējo elektronu apvalku, un var būt vairāki veidi, kā sasniegt šādu stāvokli.

II. Kovalentās saites būtība

kovalentā saite -šī ir saite, kas rodas starp atomiem kopīgu elektronu pāru veidošanās dēļ (piemēram, H2, HCl, H2O, O2).

Atbilstoši kopīgo elektronu pāru pārvietošanās pakāpei uz vienu no tiem saistītajiem atomiem var izveidot kovalento saiti. polārais un nepolārs.

III. Kovalentā nepolārā ķīmiskā saite

Kovalentā nepolārā saite (CNS) - veido viena un tā paša ķīmiskā elementa - nemetāla - atomus(Piemēram, H2, O2, O3).

Komunikācijas mehānisms

Katrs nemetāla atoms nodod savus ārējos nepāra elektronus citam atomam. Tiek veidoti kopīgi elektronu pāri. Elektronu pāris vienādi pieder abiem atomiem.

Apsveriet hlora molekulas veidošanās mehānismu: Cl2- kns.

Cl2 molekulas veidošanās elektroniskā shēma:

Cl2 molekulas strukturālā formula:

Cl - Cl, σ(p - p) - viena saite

Ūdeņraža molekulas veidošanās demonstrēšana

Apsveriet skābekļa molekulas veidošanās mehānismu: O2 - kns.

Elektroniskā shēma O2 molekulas veidošanai:

O2 molekulas strukturālā formula:

O = O

π

Molekulā daudzkārtēja dubultsaite:

Viens σ (p–p)

un viens π (p–p)

Skābekļa un slāpekļa molekulu veidošanās demonstrēšana

IV. Uzdevumi labošanai

Uzdevums numurs 1. Nosakiet ķīmisko saišu veidus šādu vielu molekulās:

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

Uzdevums numurs 2. Uzrakstiet H2S, KCl, O2, Na2S, Na2O, N2, NH3, CH4, BaF2, LiCl, CCl4, F2 molekulu veidošanās mehānismu. Kovalentās saites gadījumā nosaka elektronu mākoņu pārklāšanās veidu (π vai σ), kā arī veidošanās mehānismu (apmaiņa vai donors-akceptors)

Tēma: Kovalentā nepolārā saite

Uzdevumi:

Veidot priekšstatu par kovalento saiti, jo īpaši par kovalento nepolāro saiti;

Parādīt kovalentās nepolārās saites veidošanās mehānismu;

Turpināt attīstīt prasmes analizēt, izdarīt secinājumus;

Izkopt komunikācijas kultūru.

Motivācija un mērķu noteikšana:

Kāpēc slāpeklis vai ūdeņradis pastāv kā diatomiskas molekulas? Sarunas laikā veicam kopīgu mērķu izvirzīšanu un nosakām nodarbības tēmu.

Jauna materiāla apgūšana:

Apskatīsim, kā molekulā veidojas ķīmiskā saite.Cl 2.

Hlora atoms ir iekšāVIIAPeriodiskās tabulas grupa, kas nozīmē, ka tās ārējā enerģijas līmenī ir septiņi elektroni un tai trūkst tikai viena elektrona, lai to pabeigtu. Seši ārējā līmeņa elektroni veido pārus, un viens ir nesapārots. Divi hlora atomi, kuriem katrā ir viens nepāra elektrons, tuvojas viens otram, šie elektroni “apvienojas” un kļūst kopīgi abiem atomiem, un līmenis kļūst pilnīgs - astoņi elektroni. Kopējo elektronu pāri var apzīmēt vienkārši ar domuzīmi.

Tāpēc kovalentā saite jeb atomu saite ir ķīmiska saite, kas rodas kopīgu elektronu pāru veidošanās rezultātā.

Šī ķīmiskā saite veidojas starp viena un tā paša nemetāla atomiem, savukārt izveidojušies kopīgie elektronu pāri pieder abiem atomiem vienādi un nevienam no tiem nebūs ne pārpalikuma, ne negatīvā lādiņa trūkuma, tāpēc šo kovalento saiti sauc. nepolārs.

Līdzīgi veidojas H molekula 2. Tomēr ūdeņraža atoms ir iekšāIAgrupa, tāpēc katram ūdeņraža atomam ir tikai viens elektrons, un pirms ārējā enerģijas līmeņa pabeigšanas tam trūkst tikai viena elektrona (atgādinām, ka ūdeņraža un hēlija atomiem līmenis tiek uzskatīts par pabeigtu, ja tajā ir 2 elektroni). Katram ūdeņraža atomam ir viens elektrons, un šie nepāra elektroni apvienojas, veidojot kopīgu elektronu pāri, ko var apzīmēt arī kā domuzīmi.

Turklāt, kad tuvojas divi ūdeņraža atomi, no kuriem katram ir viens sfēriskas formas s-elektronu mākonis, šie elektronu mākoņi pārklājas. Šajā gadījumā veidojas apgabals, kurā ir augsts negatīvā lādiņa blīvums, tam tiek piesaistīti pozitīvi lādēti kodoli, un veidojas molekula.

Apskatīsim sarežģītākas molekulas O veidošanās mehānismu 2 .

Skābeklis ir iekšāCAURgrupa, tāpēc tai ir 6 elektroni ārējā līmenī. Un, lai noteiktu nesapāroto elektronu skaitu, varat izmantot formulu 8 -N, kurN- grupas numurs. Tāpēc katram skābekļa atomam būs 2 nepāra elektroni, kas piedalīsies ķīmiskās saites veidošanā. Šie divi nesapārotie elektroni apvienojas ar diviem citiem cita atoma nepāra elektroniem, un veidojas divi kopīgi elektronu pāri, kurus nosacīti var attēlot kā divas svītras.

Tā kā saite skābekļa molekulā sastāv no diviem elektronu pāriem, to sauc arī par dubultsaiti, tā būs stiprāka par vienu saiti, kā ūdeņraža molekulā. Bet jums ir jāsaprot, ka jo spēcīgāka ir saite starp atomiem molekulā, jo mazāks ir attālums starp atomu kodoliem. Šo attālumu sauc par saites garumu. Trīskāršā saite ir pat īsāka nekā dubultā saite, bet daudz spēcīgāka. Piemēram, slāpekļa molekulā, trīskāršā saitē, lai sadalītu molekulu divos atomos, ir nepieciešams iztērēt septiņas reizes vairāk enerģijas nekā pārraut vienotu saiti hlora molekulā.

Zināšanu vispārināšana un sistematizācija:

Kādu ķīmisko saiti sauc par kovalento saiti?

Starp kuru elementu atomiem veidojas kovalentā nepolārā saite?

Kāda ir kovalentās saites veidošanās būtība?

Kā viena saite atšķiras no dubultās vai trīskāršās saites?

Ko parāda saites garums un no kā tas ir atkarīgs?

Zināšanu nostiprināšana un kontrole:

Sastādiet shēmas vielu molekulu veidošanai: a) broms; b) fluors; c) slāpeklis.

Noņemiet pārpalikumu no katras rindas:

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

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

Atbilde:

a)P 4 ; b)Cl 2 , S, N 2 . Tās ir vielas ar kovalentu nepolāru saiti.

Izvēlieties vielas ar kovalentu nepolāru saiti:

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

Atbilde: vielas ar kovalentu nepolāru saiti veido tie paši nemetālu atomi, tāpēc tie būsP 4 , S, N 2 , O 2 , H 2 .

Pārdomas un kopsavilkums:

Kā, jūsuprāt, tika apgūts stundas materiāls? a) teicami; b) labs; c) apmierinošs; d) nav iemācījies.

Vai tagad varat atbildēt uz jautājumu, ko uzdevām nodarbības sākumā?

Mājasdarbs:

eslīmenis: §11, piem. trīspadsmit;

IIlīmenis: arī + ex. 4, 5.