ปฏิสัมพันธ์ของอะตอมของธาตุอโลหะซึ่งกันและกันนั้นสั้น "ปฏิกิริยาของอะตอมขององค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ" (เกรด 8) ปฏิสัมพันธ์กับสารอย่างง่าย

เราได้พิจารณาแล้วว่าอะตอมของธาตุโลหะมีปฏิกิริยาอย่างไรกับอะตอมของธาตุที่ไม่ใช่โลหะ: บางตัวบริจาคอิเล็กตรอนภายนอกและเปลี่ยนเป็นไอออนบวก ในขณะที่บางตัวรับอิเล็กตรอนและเปลี่ยนเป็นไอออนลบ ไอออนถูกดึงดูดเข้าหากัน ทำให้เกิดสารประกอบไอออนิก

และการเชื่อมต่อระหว่างอะตอมของธาตุอโลหะซึ่งมีแนวโน้มคล้ายคลึงกันในการยึดอิเล็กตรอนเป็นอย่างไร? ให้เราพิจารณาก่อนว่าพันธะระหว่างอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกันเกิดขึ้นได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น ในสารที่มีโมเลกุลไดอะตอมมิก: ไนโตรเจน N 2, ไฮโดรเจน H 2, คลอรีน C1 2

โปรดทราบว่าดัชนียังใช้เพื่อสะท้อนองค์ประกอบของสารเหล่านี้โดยใช้เครื่องหมายทางเคมี

อะตอมที่เหมือนกันสองอะตอมขององค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะสามารถรวมกันเป็นโมเลกุลได้เพียงวิธีเดียวเท่านั้น: โดยการทำให้อิเล็กตรอนภายนอกของพวกมันเข้าสังคมนั่นคือโดยการทำให้พวกมันเหมือนกันกับอะตอมทั้งสอง

ตัวอย่างเช่น พิจารณาการก่อตัวของโมเลกุลฟลูออรีน F 2 .

อะตอมฟลูออรีน - องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม VII (กลุ่ม VIIA) ของตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D. I. Mendeleev - มีอิเล็กตรอนเจ็ดตัวที่ระดับพลังงานภายนอกและแต่ละอะตอมขาดอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวจนกว่าจะเสร็จสมบูรณ์ อิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอมฟลูออรีนสร้างคู่อิเล็กตรอนสามคู่และอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่หนึ่งตัว:

หากอะตอมสองอะตอมเข้าหากันและแต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนภายนอกที่ไม่ได้รับการจับคู่หนึ่งตัว อิเล็กตรอนเหล่านี้จะ "รวมกัน" และกลายเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับทั้งสองอะตอม ซึ่งจะทำให้ระดับอิเล็กตรอนภายนอกสมบูรณ์

การก่อตัวของโมเลกุลฟลูออรีนแสดงในแผนภาพ:

หากเรากำหนดคู่อิเล็กตรอนร่วมด้วยเส้นประ บันทึกจะเรียกว่าสูตรโครงสร้าง เช่น สูตรโครงสร้างของโมเลกุลฟลูออรีน

ในทำนองเดียวกันกับโมเลกุลฟลูออรีน โมเลกุลไฮโดรเจนไดอะตอมมิก H 2 ก็ถูกสร้างขึ้นเช่นกัน:

ควรคำนึงว่าระดับอิเล็กตรอนสองอิเล็กตรอน ซึ่งคล้ายกับระดับอะตอมฮีเลียมที่เสร็จสมบูรณ์ จะเสร็จสมบูรณ์สำหรับอะตอมไฮโดรเจน

สูตรโครงสร้างของโมเลกุลไฮโดรเจน

ให้เราปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับพันธะโควาเลนต์ด้วยตัวอย่างการก่อตัวของโมเลกุลไฮโดรเจน โดยใช้แนวคิดของเมฆอิเล็กตรอน (ดู § 9) เมื่ออะตอมของไฮโดรเจนสองอะตอมเข้าใกล้กัน แต่ละอะตอมมีเมฆอิเล็กตรอนรูปทรงกลมหนึ่งก้อน เมฆอิเล็กตรอนจะทับซ้อนกัน ในกรณีนี้ พื้นที่ (สถานที่) เกิดขึ้นโดยที่ความหนาแน่นของประจุลบมีค่าสูงสุด ดังนั้นจึงมีประจุลบเพิ่มขึ้น นิวเคลียสที่มีประจุบวกถูกดึงดูดเข้าไป (ซึ่งเป็นที่รู้จักจากวิชาฟิสิกส์) และโมเลกุลจะก่อตัวขึ้น ดังนั้นพันธะเคมีจึงเป็นผลมาจากการกระทำของแรงไฟฟ้า มาแสดงข้างต้นในรูปแบบของไดอะแกรม:

ควรสังเกตว่าการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์รวมถึงการก่อตัวของพันธะไอออนิกนั้นขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของประจุที่ตรงกันข้าม

โดยสรุป ให้เราพิจารณาอัลกอริธึมการให้เหตุผลที่จำเป็นในการเขียนโครงร่างสำหรับการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ ตัวอย่างเช่น สำหรับโมเลกุลไนโตรเจน N 2 .

1. ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม V (กลุ่ม VA) อะตอมของมันมีอิเล็กตรอนห้าตัวที่ระดับชั้นนอก ในการกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ เราใช้สูตร:

8 - N = จำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่

โดยที่ N คือหมายเลขกลุ่มขององค์ประกอบทางเคมี

ดังนั้นอะตอมของไนโตรเจนจะมีอิเลคตรอนสามตัว (8-5 = 3) สามตัว

2. ลองเขียนสัญญาณขององค์ประกอบทางเคมีด้วยการกำหนดอิเล็กตรอนภายนอกเพื่อให้อิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่หันหน้าเข้าหาสัญญาณข้างเคียง:

3. ลองเขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์และโครงสร้างของโมเลกุลที่ได้:

หากอะตอมเชื่อมต่อกันด้วยอิเล็กตรอนคู่หนึ่งคู่ พันธะโควาเลนต์ดังกล่าวจะเรียกว่า พันธะเดี่ยว ถ้าสอง - สองเท่า ถ้าสาม - สาม

ยิ่งอิเล็กตรอนจับคู่อะตอมในโมเลกุลได้มากเท่าไร อิเล็กตรอนก็จะยิ่งมีพันธะผูกพันกันมากขึ้น และระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของอะตอมก็จะยิ่งน้อยลง ซึ่งเรียกว่าความยาวพันธะ ในโมเลกุลฟลูออรีน พันธะจะเป็นพันธะเดี่ยว และความยาวพันธะระหว่างนิวเคลียสของอะตอมคือ 0.14 นาโนเมตร (1 นาโนเมตร = 10 -9 ม. หรือ 0.000000001 ม.) ในโมเลกุลไนโตรเจน พันธะจะมีสามเท่า และมีความยาว 0.11 นาโนเมตร ใช้พลังงานมากกว่าเจ็ดเท่าในการทำลายโมเลกุลไนโตรเจนเป็นอะตอมเดี่ยวๆ มากกว่าที่ใช้ในการทำลายพันธะเดี่ยวในโมเลกุลฟลูออรีน

คำหลักและวลี

1. อะตอมหรือพันธะเคมีแบบโควาเลนต์
2. พันธะเคมีโควาเลนต์เดี่ยว สอง และสาม
3. ความยาวลิงค์.
4. สูตรอิเล็กทรอนิกส์และโครงสร้าง

ทำงานกับคอมพิวเตอร์

1. อ้างถึงแอปพลิเคชันอิเล็กทรอนิกส์ ศึกษาเนื้อหาของบทเรียนและทำงานตามที่แนะนำ
2. ค้นหาที่อยู่อีเมลในอินเทอร์เน็ตที่สามารถเป็นแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมที่เปิดเผยเนื้อหาของคำหลักและวลีของย่อหน้า เสนอความช่วยเหลือของคุณในการจัดเตรียมบทเรียนใหม่ - ทำรายงานเกี่ยวกับคำและวลีที่สำคัญของย่อหน้าถัดไป

คำถามและภารกิจ

1. องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม VII (กลุ่ม VIIA) ของตารางธาตุของ D. I. Mendeleev (กลุ่มย่อยฟลูออรีน) ก่อให้เกิดสารอย่างง่ายที่ประกอบด้วยโมเลกุลไดอะตอม เขียนโครงร่างอิเล็กทรอนิกส์ของการก่อตัวและสูตรโครงสร้างของโมเลกุลดังกล่าว โดยใช้เครื่องหมายทางเคมีทั่วไปสำหรับกลุ่มย่อยทั้งหมด G (ฮาโลเจน)
2. เขียนโครงร่างสำหรับการก่อตัวของพันธะเคมีสำหรับสารที่มีองค์ประกอบแสดงโดยสูตร KC1 และ C1 2
3. อะตอมของกำมะถันมีอิเล็กตรอนไม่ครบจำนวนเท่าใด พันธะใดจะอยู่ในโมเลกุล S 2 เขียนโครงร่างสำหรับการก่อตัวของพันธะเคมีในโมเลกุล S 2
4. เรียงลำดับการเพิ่มความแข็งแรงของสารพันธะเคมีด้วยสูตร S 2, Cl 2, N 2 และพิสูจน์ความถูกต้องของการตัดสินใจของคุณ ความยาวของพันธะจะเปลี่ยนไปอย่างไรในโมเลกุลของซีรีย์ที่คุณรวบรวม?
5. แบ่งสารออกเป็นสองกลุ่มตามชนิดของพันธะเคมี: N 2, Li 2 O, KC1, O 2, CaF 2, H 2

I. การจำแนกประเภทของพันธะเคมี

1. ตามกลไกการเกิดพันธะเคมี

ก) แลกเปลี่ยนเมื่ออะตอมทั้งสองที่สร้างพันธะให้อิเล็กตรอนที่ไม่คู่กัน

ตัวอย่างเช่น การก่อตัวของโมเลกุลไฮโดรเจน H2 และคลอรีน Cl2:

ข) ผู้บริจาค - ผู้รับ เมื่ออะตอมตัวใดตัวหนึ่งเตรียมคู่อิเล็กตรอน (ผู้บริจาค) เพื่อสร้างพันธะ และอะตอมที่สองให้วงโคจรว่างที่ว่างเปล่า

ตัวอย่างเช่น การก่อตัวของแอมโมเนียมไอออน (NH4)+ (อนุภาคที่มีประจุ):

2. ตามวิธีที่อิเล็กตรอนโคจรทับซ้อนกัน

ก) σ - การเชื่อมต่อ (ซิกม่า)เมื่อค่าสูงสุดของการทับซ้อนอยู่บนเส้นที่เชื่อมต่อศูนย์กลางของอะตอม

ตัวอย่างเช่น,

H2 σ(s-s)

Cl2 σ(pp)

HCl σ(sp)

ข) - การเชื่อมต่อ (pi), ถ้าค่าสูงสุดของการทับซ้อนไม่อยู่บนเส้นเชื่อมจุดศูนย์กลางของอะตอม

3. ตามวิธีการบรรลุเปลือกอิเล็กตรอนที่เสร็จสมบูรณ์

อะตอมแต่ละอะตอมมีแนวโน้มที่จะทำให้เปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกสมบูรณ์ และสามารถมีได้หลายวิธีในการบรรลุสถานะดังกล่าว

ครั้งที่สอง สาระสำคัญของพันธะโควาเลนต์

พันธะโควาเลนต์ -นี่คือพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมอันเนื่องมาจากการก่อตัวของคู่อิเล็กตรอนทั่วไป (เช่น H2, HCl, H2O, O2)

ตามระดับการกระจัดของคู่อิเล็กตรอนทั่วไปกับอะตอมตัวใดตัวหนึ่งที่ผูกไว้ พันธะโควาเลนต์สามารถเป็น ขั้วโลกและ ไม่มีขั้ว

สาม. พันธะเคมีโควาเลนต์ไม่มีขั้ว

พันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว (CNS) - สร้างอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน - อโลหะ(เช่น H2, O2, O3)

กลไกการสื่อสาร

อะตอมของอโลหะแต่ละอะตอมบริจาคอิเล็กตรอนนอกคู่ให้กับอะตอมอื่น คู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันจะเกิดขึ้น คู่อิเล็กตรอนเป็นของอะตอมทั้งสองอย่างเท่าเทียมกัน

พิจารณากลไกการก่อตัวของโมเลกุลคลอรีน: Cl2- อ.

รูปแบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการก่อตัวของโมเลกุล Cl2:

สูตรโครงสร้างของโมเลกุล Cl2:

Cl - Cl, σ(p - p) - พันธะเดี่ยว

การสาธิตการก่อตัวของโมเลกุลไฮโดรเจน

พิจารณากลไกการก่อตัวของโมเลกุลออกซิเจน: O2 - น.

รูปแบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการก่อตัวของโมเลกุล O2:

สูตรโครงสร้างของโมเลกุล O2:

O = O

π

ในโมเลกุล พันธะคู่ทวีคูณ:

หนึ่ง σ (p - p)

และหนึ่งπ (p - p)

การสาธิตการก่อตัวของโมเลกุลออกซิเจนและไนโตรเจน

IV. งานสำหรับแก้ไข

งานหมายเลข 1 กำหนดชนิดของพันธะเคมีในโมเลกุลของสารต่อไปนี้:

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

งานหมายเลข 2 เขียนกลไกการก่อตัวของ H2S, KCl, O2, Na2S, Na2O, N2, NH3, CH4, BaF2, LiCl, CCl4, F2 โมเลกุล ในกรณีของพันธะโควาเลนต์ ให้กำหนดประเภทของเมฆอิเล็กตรอนที่ทับซ้อนกัน (π หรือ σ) รวมถึงกลไกการก่อตัว (การแลกเปลี่ยนหรือตัวรับบริจาค)

หัวข้อ: พันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว

งาน:

เพื่อสร้างแนวคิดเกี่ยวกับพันธะโควาเลนต์โดยเฉพาะพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้ว

แสดงกลไกการเกิดพันธะโควาเลนต์แบบไม่มีขั้ว

พัฒนาทักษะต่อไปเพื่อวิเคราะห์หาข้อสรุป

ปลูกฝังวัฒนธรรมการสื่อสาร

แรงจูงใจและการตั้งเป้าหมาย:

ทำไมไนโตรเจนหรือไฮโดรเจนจึงมีอยู่เป็นโมเลกุลไดอะตอม? ในระหว่างการสนทนา เราดำเนินการกำหนดเป้าหมายร่วมกันและกำหนดหัวข้อของบทเรียน

การเรียนรู้วัสดุใหม่:

ลองดูวิธีการสร้างพันธะเคมีในโมเลกุลCl 2.

อะตอมของคลอรีนอยู่ในVIIAกลุ่มของตารางธาตุ ซึ่งหมายความว่ามีอิเล็กตรอนเจ็ดตัวในระดับพลังงานภายนอกและขาดอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในการทำให้สมบูรณ์ อิเล็กตรอนชั้นนอกหกตัวสร้างคู่และหนึ่งตัวไม่มีคู่ อะตอมของคลอรีนสองอะตอมซึ่งมีอิเล็กตรอนที่ไม่คู่กันหนึ่งอิเล็กตรอนเข้าใกล้อิเล็กตรอนเหล่านี้ "รวมกัน" และกลายเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับทั้งสองอะตอมในขณะที่ระดับจะสมบูรณ์ - อิเล็กตรอนแปดตัว อิเล็กตรอนคู่ทั่วไปสามารถแสดงได้ง่ายๆ ด้วยเส้นประ

ดังนั้นพันธะโควาเลนต์หรือพันธะอะตอมจึงเป็นพันธะเคมีที่เกิดจากการก่อตัวของคู่อิเล็กตรอนทั่วไป

พันธะเคมีนี้เกิดขึ้นระหว่างอะตอมของอโลหะชนิดเดียวกัน ในขณะที่คู่อิเล็กตรอนทั่วไปที่เกิดขึ้นนั้นเป็นของอะตอมทั้งสองอย่างเท่าเทียมกัน และไม่มีพันธะใดจะมีประจุมากเกินไปหรือไม่มีประจุลบ พันธะโควาเลนต์นี้จึงถูกเรียกว่า ไม่มีขั้ว

ในทำนองเดียวกัน จะเกิดโมเลกุล H ขึ้น 2. อย่างไรก็ตาม อะตอมไฮโดรเจนอยู่ในIAอะตอมของไฮโดรเจนแต่ละอะตอมจึงมีอิเลคตรอนเพียงตัวเดียว และก่อนที่ระดับพลังงานภายนอกจะสมบูรณ์ก็ขาดอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว (จำได้ว่าสำหรับอะตอมของไฮโดรเจนและฮีเลียม ระดับจะถือว่าสมบูรณ์หากมี 2 อิเล็กตรอน) อะตอมของไฮโดรเจนแต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอน 1 ตัว และอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่เหล่านี้จะรวมกันเป็นคู่อิเล็กตรอนร่วมกัน ซึ่งสามารถแสดงเป็นเส้นประได้

นอกจากนี้ เมื่ออะตอมของไฮโดรเจนสองอะตอมเข้าใกล้ ซึ่งแต่ละอะตอมมีเมฆอิเล็กตรอนรูปทรงกลมหนึ่งก้อน เมฆอิเล็กตรอนเหล่านี้จะทับซ้อนกัน ในกรณีนี้ จะเกิดบริเวณที่ความหนาแน่นประจุลบสูง นิวเคลียสที่มีประจุบวกถูกดึงดูดเข้าไป และโมเลกุลจะก่อตัวขึ้น

ลองพิจารณากลไกการก่อตัวของโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นO 2 .

ออกซิเจนอยู่ในทางหมู่จึงมีอิเลคตรอนอยู่ 6 ตัวที่ระดับชั้นนอก และเพื่อกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่คุณสามารถใช้สูตร 8 -นู๋, ที่ไหนนู๋– หมายเลขกลุ่ม ดังนั้นออกซิเจนแต่ละอะตอมจะมีอิเลคตรอน 2 ตัวที่ไม่คู่กันซึ่งจะมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี อิเลคตรอนที่ไม่จับคู่สองตัวนี้รวมกับอิเล็คตรอนอีกสองตัวที่ไม่มีคู่ของอะตอมอื่น และคู่อิเล็กตรอนทั่วไปสองคู่จะก่อตัวขึ้น ซึ่งสามารถวาดตามอัตภาพเป็นเส้นประสองเส้น

เนื่องจากพันธะในโมเลกุลออกซิเจนประกอบด้วยอิเล็กตรอนสองคู่ จึงเรียกว่าพันธะคู่ ซึ่งจะแข็งแรงกว่าพันธะเดี่ยว เช่นเดียวกับในโมเลกุลไฮโดรเจน แต่คุณต้องเข้าใจว่ายิ่งพันธะระหว่างอะตอมในโมเลกุลแข็งแกร่งขึ้นเท่าใด ระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของอะตอมก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ระยะทางนี้เรียกว่าความยาวพันธะ พันธะสามนั้นสั้นกว่าพันธะคู่ แต่แข็งแกร่งกว่ามาก ตัวอย่างเช่น ในโมเลกุลไนโตรเจน พันธะสามตัว เพื่อแบ่งโมเลกุลออกเป็นสองอะตอม จำเป็นต้องใช้พลังงานมากกว่าการทำลายพันธะเดี่ยวในโมเลกุลคลอรีนเจ็ดเท่า

ลักษณะทั่วไปและการจัดระบบความรู้:

พันธะเคมีชนิดใดที่เรียกว่าพันธะโควาเลนต์

ระหว่างอะตอมของธาตุใดที่พันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้วเกิดขึ้น

สาระสำคัญของการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์คืออะไร?

พันธะเดี่ยวแตกต่างจากพันธะคู่หรือสามเท่าอย่างไร?

ความยาวพันธะแสดงอะไรและขึ้นอยู่กับอะไร?

การรวมและการควบคุมความรู้:

สร้างโครงร่างสำหรับการก่อตัวของโมเลกุลของสาร: ก) โบรมีน; ข) ฟลูออรีน; ค) ไนโตรเจน

กำจัดส่วนเกินออกจากแต่ละแถว:

เอ) CO 2 , NH 3 , พี่ 4 , พี่ 2 อู๋ 5 ;

ข)Cl 2 , S, N 2 , CO 2 .

ตอบ:

ก)พี 4 ; ข)Cl 2 , ส, นู๋ 2 . เหล่านี้คือสารที่มีพันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว

เลือกสารที่มีพันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว:

พี 4 , ชม 2 S, NH 3 , พี่ 2 อู๋ 3 , S, N 2 ,O 2 , ชม 2 O, HCl, H 2 .

ตอบ: สารที่มีพันธะโควาเลนต์แบบไม่มีขั้วเกิดขึ้นจากอะตอมของอโลหะชนิดเดียวกัน ดังนั้นสารเหล่านี้จะพี 4 , ส, นู๋ 2 , อู๋ 2 , ชม 2 .

ไตร่ตรองและสรุป:

คุณคิดว่าเนื้อหาบทเรียนได้เรียนรู้อย่างไร ก) ยอดเยี่ยม; ข) ดี; ค) น่าพอใจ; ง) ไม่ได้เรียนรู้

ตอนนี้คุณตอบคำถามที่เราถามเมื่อเริ่มบทเรียนได้ไหม

การบ้าน:

ฉันระดับ: §11 เช่น สิบสาม;

IIระดับ: ยัง + อดีต 4, 5.