Μια ένωση που σχηματίζεται από έναν ομοιοπολικό δεσμό. Ομοιοπολικός δεσμός - πολικοί και μη πολικοί, μηχανισμοί σχηματισμού

Ένας ομοιοπολικός δεσμός, ανάλογα με το πώς εμφανίζεται το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων, μπορεί να σχηματιστεί από ανταλλαγήή μηχανισμός δότη-δέκτη.

Μηχανισμός ανταλλαγήςΟ σχηματισμός ομοιοπολικού δεσμού πραγματοποιείται σε περιπτώσεις όπου τόσο ένα ατομικό τροχιακό όσο και ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο που βρίσκεται σε αυτό το τροχιακό συμμετέχουν στο σχηματισμό ενός κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων από κάθε άτομο.

Για παράδειγμα, σε ένα μόριο υδρογόνου. Τα αλληλεπιδρώντα άτομα υδρογόνου που περιέχουν μεμονωμένα ηλεκτρόνια με αντίθετα σπιν σε ατομικά τροχιακά s σχηματίζουν ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων, η κίνηση του οποίου στο μόριο Η2 συμβαίνει εντός των ορίων του σ-μοριακού τροχιακού, το οποίο προκύπτει όταν συγχωνεύονται δύο s-ατομικά τροχιακά:

Στο μόριο της αμμωνίας, το άτομο αζώτου, που έχει τρία μονά ηλεκτρόνια και ένα ζεύγος ηλεκτρονίων στα τέσσερα ατομικά τροχιακά του εξωτερικού ενεργειακού επιπέδου, σχηματίζει τρία κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων με τα ηλεκτρόνια s τριών ατόμων υδρογόνου. Αυτά τα ζεύγη ηλεκτρονίων στο μόριο NH 3 βρίσκονται σε τρία σ-μοριακά τροχιακά, καθένα από τα οποία προκύπτει όταν το ατομικό τροχιακό ενός ατόμου αζώτου συγχωνεύεται με το τροχιακό s ενός ατόμου υδρογόνου:

Έτσι, σε ένα μόριο αμμωνίας, το άτομο αζώτου σχηματίζει τρεις δεσμούς σ με άτομα υδρογόνου και έχει μη κοινοποιημένοζεύγος ηλεκτρονίων.

Μηχανισμός δότη-δέκτηο σχηματισμός ομοιοπολικού δεσμού συμβαίνει σε περιπτώσεις όπου ένα ουδέτερο άτομο ή ιόν (δότης)έχει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων στο ατομικό τροχιακό του εξωτερικού ενεργειακού επιπέδου και το άλλο ιόν ή ουδέτερο άτομο (αποδέκτης)- ελεύθερο (κενό) τροχιακό. Όταν τα ατομικά τροχιακά συγχωνεύονται, εμφανίζεται ένα μοριακό τροχιακό στο οποίο υπάρχει ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων που προηγουμένως ανήκε στο άτομο δότη:

Σύμφωνα με τον μηχανισμό δότη-δέκτη, για παράδειγμα, ο σχηματισμός ενός ομοιοπολικού δεσμού μεταξύ ενός μορίου αμμωνίας και ενός ιόντος υδρογόνου συμβαίνει με την εμφάνιση αμμωνίου + ιόντος. Στο μόριο της αμμωνίας, το άτομο αζώτου στην εξωτερική στιβάδα έχει ένα ελεύθερο ζεύγος ηλεκτρονίων, το οποίο επιτρέπει σε αυτό το μόριο να λειτουργεί ως δότης. Το ιόν υδρογόνου (δέκτης) έχει ελεύθερο s-τροχιακό. Λόγω της σύντηξης των ατομικών τροχιακών του ατόμου του αζώτου και του ιόντος υδρογόνου, προκύπτει ένα σ-μοριακό τροχιακό και το ελεύθερο ζεύγος ηλεκτρονίων του ατόμου αζώτου γίνεται κοινό στα συνδετικά άτομα:

Ή H + + NH 3 [ H NH 3 ] +

Στο ιόν αμμωνίου +, ο ομοιοπολικός δεσμός Ν-Η που σχηματίζεται από τον μηχανισμό δότη-δέκτη είναι ίσος σε ενέργεια και μήκος με τους άλλους τρεις ομοιοπολικούς δεσμούς Ν-Η που σχηματίζονται από τον μηχανισμό ανταλλαγής.

Το άτομο του βορίου σχηματίζει το μόριο φθοριούχου βορίου BF 3 λόγω της επικάλυψης των τροχιακών ηλεκτρονίων που καταλαμβάνονται στη διεγερμένη κατάσταση από μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια με τα τροχιακά ηλεκτρονίων του φθορίου. Σε αυτή την περίπτωση, το άτομο βορίου διατηρεί ένα κενό τροχιακό, λόγω του οποίου μπορεί να σχηματιστεί ένας τέταρτος χημικός δεσμός μέσω του μηχανισμού δότη-δέκτη.

Ένας δεσμός που σχηματίζεται από έναν μηχανισμό δότη-δέκτη ονομάζεται συχνά δότης-δέκτης, συντονισμόςή συντονισμένη.Ωστόσο, αυτό δεν είναι ειδικός τύπος δεσμού, αλλά μόνο ένας διαφορετικός μηχανισμός για το σχηματισμό ενός ομοιοπολικού δεσμού.

Ο μηχανισμός δότη-δέκτη για το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών είναι χαρακτηριστικός των πολύπλοκων ενώσεων: ο ρόλος του δέκτη παίζεται συνήθως από ιόντα d-μετάλλου, τα οποία μπορούν συνήθως να παρέχουν δύο, τέσσερα ή έξι ελεύθερα ατομικά τροχιακά των s-, p- , τύπου d, που διευρύνει σημαντικά την ικανότητά τους να σχηματίζουν ομοιοπολικές επικοινωνίες.

Για παράδειγμα, τα ιόντα Ag + και Cu 2+, αντίστοιχα, παρέχουν δύο και τέσσερα ελεύθερα ατομικά τροχιακά και ο δότης των ζευγών ηλεκτρονίων μπορεί να είναι, για παράδειγμα, δύο ή τέσσερα μόρια αμμωνίας ή ιόντος κυανίου:

Δωρητής αποδέκτης

Σε αυτές τις περιπτώσεις, προκύπτουν ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ των δοτών και του δέκτη με το σχηματισμό συμπλόκων κατιόντων (αργυρός και αμμωνία χαλκού) ή ενός ανιόντος (κυανιούχος χαλκός).

Ο ομοιοπολικός δεσμός είναι ένας δεσμός που δεσμεύει συχνότερα άτομα μη μετάλλων σε μόρια και κρυστάλλους. Μιλάμε για το είδος του χημικού δεσμού που ονομάζεται ομοιοπολικός σε αυτό το άρθρο.

Τι είναι ένας ομοιοπολικός χημικός δεσμός;

Ο ομοιοπολικός χημικός δεσμός είναι ένας δεσμός που επιτυγχάνεται μέσω του σχηματισμού κοινών (δεσμών) ζευγών ηλεκτρονίων.

Εάν υπάρχει ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων μεταξύ δύο ατόμων, τότε ένας τέτοιος δεσμός ονομάζεται απλός· εάν υπάρχουν δύο, είναι διπλός· εάν υπάρχουν τρία, είναι τριπλός.

Ένας δεσμός συνήθως συμβολίζεται με μια οριζόντια γραμμή μεταξύ των ατόμων. Για παράδειγμα, σε ένα μόριο υδρογόνου υπάρχει ένας απλός δεσμός: H-H; σε ένα μόριο οξυγόνου υπάρχει διπλός δεσμός: O=O; Υπάρχει ένας τριπλός δεσμός σε ένα μόριο αζώτου:

Ρύζι. 1. Τριπλός δεσμός σε μόριο αζώτου.

Όσο μεγαλύτερη είναι η πολλαπλότητα των δεσμών, τόσο ισχυρότερο είναι το μόριο: η παρουσία ενός τριπλού δεσμού εξηγεί την υψηλή χημική σταθερότητα των μορίων του αζώτου.

Σχηματισμός και τύποι ομοιοπολικών δεσμών

Υπάρχουν δύο μηχανισμοί για το σχηματισμό ενός ομοιοπολικού δεσμού: ο μηχανισμός ανταλλαγής και ο μηχανισμός δότη-δέκτη:

• μηχανισμός ανταλλαγής. Στον μηχανισμό ανταλλαγής, για να σχηματιστεί ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων, τα δύο άτομα σύνδεσης παρέχουν το καθένα ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. Αυτό ακριβώς συμβαίνει, για παράδειγμα, όταν σχηματίζεται ένα μόριο υδρογόνου.

Ρύζι. 2. Σχηματισμός μορίου υδρογόνου.

Ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων ανήκει σε καθένα από τα συνδεδεμένα άτομα, δηλαδή το ηλεκτρονιακό τους κέλυφος είναι πλήρες.

• μηχανισμός δότη-δέκτη. Στον μηχανισμό δότη-δέκτη, το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων αντιπροσωπεύεται από ένα από τα άτομα σύνδεσης, αυτό που είναι πιο ηλεκτραρνητικό. Το δεύτερο άτομο αντιπροσωπεύει ένα κενό τροχιακό για ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων.

Ρύζι. 3. Σχηματισμός ιόντων αμμωνίου.

Έτσι σχηματίζεται το ιόν αμμωνίου NH 4 +. Αυτό το θετικά φορτισμένο ιόν (κατιόν) σχηματίζεται όταν η αέρια αμμωνία αντιδρά με οποιοδήποτε οξύ. Σε ένα όξινο διάλυμα, υπάρχουν κατιόντα υδρογόνου (πρωτόνια), τα οποία σε περιβάλλον υδρογόνου σχηματίζουν το κατιόν υδρονίου H 3 O+. Ο τύπος της αμμωνίας είναι NH 3: το μόριο αποτελείται από ένα άτομο αζώτου και τρία άτομα υδρογόνου που συνδέονται με απλούς ομοιοπολικούς δεσμούς μέσω ενός μηχανισμού ανταλλαγής. Το άτομο αζώτου παραμένει με ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων. Το παρέχει ως κοινό, ως δότη, στο ιόν υδρογόνου Η+, το οποίο έχει ελεύθερο τροχιακό.

Οι ομοιοπολικοί χημικοί δεσμοί σε χημικές ουσίες μπορεί να είναι πολικοί ή μη πολικοί. Ένας δεσμός δεν έχει διπολική ροπή, δηλαδή πολικότητα, αν συνδέονται δύο άτομα του ίδιου στοιχείου που έχουν την ίδια τιμή ηλεκτραρνητικότητας. Άρα, σε ένα μόριο υδρογόνου ο δεσμός είναι μη πολικός.

Στο μόριο υδροχλωρίου HCl, άτομα με διαφορετική ηλεκτραρνητικότητα συνδέονται με έναν ομοιοπολικό απλό δεσμό. Το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων μετατοπίζεται προς το χλώριο, το οποίο έχει υψηλότερη συγγένεια ηλεκτρονίων και ηλεκτραρνητικότητα. Δημιουργείται μια διπολική στιγμή και ο δεσμός γίνεται πολικός. Σε αυτή την περίπτωση, συμβαίνει μερικός διαχωρισμός φορτίου: το άτομο υδρογόνου γίνεται το θετικό άκρο του διπόλου και το άτομο χλωρίου γίνεται το αρνητικό άκρο.

Οποιοσδήποτε ομοιοπολικός δεσμός έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: ενέργεια, μήκος, πολλαπλότητα, πολικότητα, πολωσιμότητα, κορεσμό, κατευθυντικότητα στο διάστημα

Τι μάθαμε;

Ένας ομοιοπολικός χημικός δεσμός σχηματίζεται από την επικάλυψη ενός ζεύγους σύννεφων ηλεκτρονίων σθένους. Αυτός ο τύπος δεσμού μπορεί να σχηματιστεί από έναν μηχανισμό δότη-αποδοχής, καθώς και από έναν μηχανισμό ανταλλαγής. Ένας ομοιοπολικός δεσμός μπορεί να είναι πολικός ή μη πολικός και χαρακτηρίζεται από την παρουσία μήκους, πολλαπλότητας, πολικότητας και κατεύθυνσης στο διάστημα.

Δοκιμή για το θέμα

Αξιολόγηση της έκθεσης

Μέση βαθμολογία: 4.2. Συνολικές βαθμολογίες που ελήφθησαν: 164.

Όπως αναφέρθηκε ήδη, ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων που εκτελεί έναν ομοιοπολικό δεσμό μπορεί να σχηματιστεί λόγω των ασύζευκτων ηλεκτρονίων που υπάρχουν σε μη διεγερμένα αλληλεπιδρώντα άτομα. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, κατά το σχηματισμό μορίων όπως H2, HC1, Cl2. Εδώ, κάθε άτομο έχει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. Όταν δύο τέτοια άτομα αλληλεπιδρούν, δημιουργείται ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων - εμφανίζεται ένας ομοιοπολικός δεσμός.

Ένα μη διεγερμένο άτομο αζώτου έχει τρία ασύζευκτα ηλεκτρόνια:

Κατά συνέπεια, λόγω των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, το άτομο αζώτου μπορεί να συμμετέχει στο σχηματισμό τριών ομοιοπολικών δεσμών. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, στα μόρια N2 ή NH3, στα οποία η ομοιοπολικότητα του αζώτου είναι 3.

Ωστόσο, ο αριθμός των ομοιοπολικών δεσμών μπορεί να είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων που είναι διαθέσιμα σε ένα μη διεγερμένο άτομο. Έτσι, στην κανονική κατάσταση, το εξωτερικό ηλεκτρονικό στρώμα του ατόμου άνθρακα έχει μια δομή που απεικονίζεται από το διάγραμμα:

Λόγω των διαθέσιμων μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, ένα άτομο άνθρακα μπορεί να σχηματίσει δύο ομοιοπολικούς δεσμούς. Εν τω μεταξύ, ο άνθρακας χαρακτηρίζεται από ενώσεις στις οποίες κάθε άτομό του συνδέεται με γειτονικά άτομα με τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς (για παράδειγμα, CO 2, CH 4, κ.λπ.). Αυτό αποδεικνύεται ότι είναι δυνατό λόγω του γεγονότος ότι με τη δαπάνη κάποιας ενέργειας ένα από τα 2x ηλεκτρόνια που υπάρχουν στο άτομο μπορεί να μεταφερθεί στο υποεπίπεδο 2 Rως αποτέλεσμα, το άτομο περνά σε διεγερμένη κατάσταση και ο αριθμός των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων αυξάνεται. Μια τέτοια διαδικασία διέγερσης, που συνοδεύεται από το «ζευγάρωμα» ηλεκτρονίων, μπορεί να αναπαρασταθεί από το ακόλουθο διάγραμμα, στο οποίο η κατάσταση διεγέρσεως σημειώνεται με έναν αστερίσκο δίπλα στο σύμβολο του στοιχείου:

Υπάρχουν τώρα τέσσερα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό στρώμα ηλεκτρονίων του ατόμου άνθρακα. Επομένως, το διεγερμένο άτομο άνθρακα μπορεί να συμμετέχει στο σχηματισμό τεσσάρων ομοιοπολικών δεσμών. Σε αυτή την περίπτωση, η αύξηση του αριθμού των ομοιοπολικών δεσμών που δημιουργούνται συνοδεύεται από την απελευθέρωση περισσότερης ενέργειας από αυτή που δαπανάται για τη μεταφορά του ατόμου σε διεγερμένη κατάσταση.

Εάν η διέγερση ενός ατόμου, που οδηγεί σε αύξηση του αριθμού των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, σχετίζεται με πολύ μεγάλο ενεργειακό κόστος, τότε αυτό το κόστος δεν αντισταθμίζεται από την ενέργεια σχηματισμού νέων δεσμών. τότε μια τέτοια διαδικασία στο σύνολό της αποδεικνύεται ενεργειακά δυσμενής. Έτσι, τα άτομα οξυγόνου και φθορίου δεν έχουν ελεύθερα τροχιακά στο εξωτερικό στρώμα ηλεκτρονίων:

Εδώ, μια αύξηση στον αριθμό των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων είναι δυνατή μόνο με τη μεταφορά ενός από τα ηλεκτρόνια στο επόμενο επίπεδο ενέργειας, δηλ. σε μια πολιτεία 3s.Ωστόσο, μια τέτοια μετάβαση συνδέεται με μια πολύ μεγάλη δαπάνη ενέργειας, η οποία δεν καλύπτεται από την ενέργεια που απελευθερώνεται όταν προκύπτουν νέοι δεσμοί. Επομένως, λόγω των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, ένα άτομο οξυγόνου μπορεί να σχηματίσει όχι περισσότερους από δύο ομοιοπολικούς δεσμούς και ένα άτομο φθορίου μπορεί να σχηματίσει μόνο έναν. Πράγματι, αυτά τα στοιχεία χαρακτηρίζονται από σταθερή ομοιοπολικότητα ίση με δύο για το οξυγόνο και ένα για το φθόριο.

Τα άτομα των στοιχείων της τρίτης και των επόμενων περιόδων έχουν ένα «υποεπίπεδο» στο εξωτερικό ηλεκτρονικό στρώμα, στο οποίο μπορούν να μεταβούν κατά τη διέγερση μικρό-και p-ηλεκτρόνια του εξωτερικού στρώματος. Ως εκ τούτου, εδώ προκύπτουν πρόσθετες ευκαιρίες για αύξηση του αριθμού των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων. Έτσι, ένα άτομο χλωρίου, το οποίο σε μη διεγερμένη κατάσταση έχει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο

μπορεί να μεταφερθεί, με τη δαπάνη κάποιας ενέργειας, σε διεγερμένες καταστάσεις (ES), που χαρακτηρίζονται από τρία, πέντε ή επτά ασύζευκτα ηλεκτρόνια:

Επομένως, σε αντίθεση με το άτομο φθορίου, το άτομο χλωρίου μπορεί να συμμετέχει στο σχηματισμό όχι μόνο ενός, αλλά και τριών, πέντε ή επτά ομοιοπολικών δεσμών. Έτσι, στο χλωριούχο οξύ HClO 2 η ομοιοπολικότητα του χλωρίου είναι τρεις, στο υπερχλωρικό οξύ HClO 3 είναι πέντε και στο υπερχλωρικό οξύ HClO 4 είναι επτά. Ομοίως, ένα άτομο θείου, το οποίο έχει επίσης ένα μη κατειλημμένο επίπεδο 36SiO, μπορεί να μεταβεί σε διεγερμένες καταστάσεις με τέσσερα ή έξι ασύζευκτα ηλεκτρόνια και, επομένως, να συμμετάσχει στο σχηματισμό όχι μόνο δύο, όπως το οξυγόνο, αλλά και τεσσάρων ή έξι ομοιοπολικών δεσμών. Αυτό μπορεί να εξηγήσει την ύπαρξη ενώσεων στις οποίες το θείο εμφανίζει ομοιοπολικότητα τεσσάρων (SO 2, SCl 4) ή έξι (SF 6).

Σε πολλές περιπτώσεις, ομοιοπολικοί δεσμοί προκύπτουν επίσης λόγω ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων που υπάρχουν στο εξωτερικό στρώμα ηλεκτρονίων του ατόμου. Εξετάστε, για παράδειγμα, την ηλεκτρονική δομή του μορίου της αμμωνίας:

Εδώ, οι τελείες υποδεικνύουν ηλεκτρόνια που ανήκαν αρχικά στο άτομο του αζώτου και οι σταυροί υποδεικνύουν εκείνα που ανήκαν αρχικά στα άτομα υδρογόνου. Από τα οκτώ εξωτερικά ηλεκτρόνια του ατόμου του αζώτου, τα έξι σχηματίζουν τρεις ομοιοπολικούς δεσμούς και είναι κοινά με το άτομο αζώτου και τα άτομα υδρογόνου. Όμως δύο ηλεκτρόνια ανήκουν μόνο στο άζωτο και σχηματίζονται μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων.Ένα τέτοιο ζεύγος ηλεκτρονίων μπορεί επίσης να συμμετάσχει στο σχηματισμό ενός ομοιοπολικού δεσμού με ένα άλλο άτομο εάν υπάρχει ελεύθερο τροχιακό στην εξωτερική στοιβάδα ηλεκτρονίων αυτού του ατόμου. Ένα μη γεμάτο τροχιακό ls υπάρχει, για παράδειγμα, στο ιόν υδρογόνου H +, το οποίο γενικά στερείται ηλεκτρονίων:

Επομένως, όταν ένα μόριο NH 3 αλληλεπιδρά με ένα ιόν υδρογόνου, εμφανίζεται ένας ομοιοπολικός δεσμός μεταξύ τους. το μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου μοιράζεται μεταξύ των δύο ατόμων, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός ιόντος αμμώνιο NH 4:

Εδώ ο ομοιοπολικός δεσμός προέκυψε λόγω ενός ζεύγους ηλεκτρονίων που αρχικά ανήκαν σε ένα άτομο (δότηςζεύγος ηλεκτρονίων), και ένα ελεύθερο τροχιακό άλλου ατόμου (αποδέκτηςζεύγος ηλεκτρονίων). Αυτή η μέθοδος σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού ονομάζεται δότης-δέκτης.Στο εξεταζόμενο παράδειγμα, ο δότης ζεύγους ηλεκτρονίων είναι ένα άτομο αζώτου και ο δέκτης είναι ένα άτομο υδρογόνου.

Η πείρα έχει αποδείξει ότι οι τέσσερις δεσμοί Ν-Η στο ιόν αμμωνίου είναι ισοδύναμοι από όλες τις απόψεις. Από αυτό προκύπτει ότι ένας δεσμός που σχηματίζεται με τη μέθοδο δότη-δέκτη δεν διαφέρει στις ιδιότητές του από έναν ομοιοπολικό δεσμό που δημιουργείται από μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρώντων ατόμων.

Ένα άλλο παράδειγμα μορίου στο οποίο σχηματίζονται δεσμοί με τρόπο δότη-δέκτη είναι το μόριο του οξειδίου του αζώτου (I) N 2 O.

Προηγουμένως, ο δομικός τύπος αυτής της ένωσης απεικονίστηκε ως εξής:

Σύμφωνα με αυτόν τον τύπο, το κεντρικό άτομο αζώτου συνδέεται με γειτονικά άτομα με πέντε ομοιοπολικούς δεσμούς, έτσι ώστε η εξωτερική του στοιβάδα ηλεκτρονίων να περιέχει δέκα ηλεκτρόνια (πέντε ζεύγη ηλεκτρονίων). Αλλά ένα τέτοιο συμπέρασμα έρχεται σε αντίθεση με την ηλεκτρονική δομή του ατόμου του αζώτου, καθώς η εξωτερική του στιβάδα L περιέχει μόνο τέσσερα τροχιακά (ένα 5- και τρία p-τροχιακά) και δεν μπορεί να φιλοξενήσει περισσότερα από οκτώ ηλεκτρόνια. Επομένως, ο δεδομένος δομικός τύπος δεν μπορεί να θεωρηθεί σωστός.

Ας εξετάσουμε την ηλεκτρονική δομή του μονοξειδίου του αζώτου (I), και τα ηλεκτρόνια των μεμονωμένων ατόμων θα χαρακτηρίζονται εναλλάξ με κουκκίδες ή σταυρούς. Το άτομο οξυγόνου, το οποίο έχει δύο μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια, σχηματίζει δύο ομοιοπολικούς δεσμούς με το κεντρικό άτομο αζώτου:

Λόγω του μη ζευγαρωμένου ηλεκτρονίου που παραμένει στο κεντρικό άτομο αζώτου, το τελευταίο σχηματίζει έναν ομοιοπολικό δεσμό με το δεύτερο άτομο αζώτου:

Έτσι, γεμίζονται τα εξωτερικά ηλεκτρονικά στρώματα του ατόμου οξυγόνου και του κεντρικού ατόμου αζώτου: εδώ σχηματίζονται σταθερές διαμορφώσεις οκτώ ηλεκτρονίων. Αλλά το εξωτερικό στρώμα ηλεκτρονίων του εξωτερικού ατόμου αζώτου περιέχει μόνο έξι ηλεκτρόνια. Αυτό το άτομο μπορεί επομένως να είναι δέκτης ενός άλλου ζεύγους ηλεκτρονίων. Το κεντρικό άτομο αζώτου δίπλα σε αυτό έχει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων και μπορεί να λειτουργήσει ως δότος. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό ενός άλλου ομοιοπολικού δεσμού μεταξύ ατόμων αζώτου με τη μέθοδο δότη-δέκτη:

Τώρα κάθε ένα από τα τρία άτομα που αποτελούν το μόριο N 2 O έχει μια σταθερή δομή οκτώ ηλεκτρονίων του εξωτερικού στρώματος. Εάν ένας ομοιοπολικός δεσμός που σχηματίζεται με μια μέθοδο δότη-δέκτη ορίζεται, όπως συνηθίζεται, με ένα βέλος που κατευθύνεται από το άτομο δότη προς το άτομο δέκτη, τότε ο δομικός τύπος του μονοξειδίου του αζώτου (Ι) μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:

Έτσι, στο μονοξείδιο του αζώτου (Ι), η ομοιοπολικότητα του κεντρικού ατόμου αζώτου είναι τέσσερα και του εξώτατου είναι δύο.

Τα παραδείγματα που εξετάστηκαν δείχνουν ότι τα άτομα έχουν ποικίλες δυνατότητες για το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών. Το τελευταίο μπορεί να δημιουργηθεί λόγω μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων ενός μη διεγερμένου ατόμου και λόγω μη συζευγμένων ηλεκτρονίων που εμφανίζονται ως αποτέλεσμα διέγερσης του ατόμου («ζευγάρωμα» ζευγών ηλεκτρονίων) και, τέλος, με τη μέθοδο δότη-δέκτη. Ωστόσο, ο συνολικός αριθμός ομοιοπολικών δεσμών που μπορεί να σχηματίσει ένα δεδομένο άτομο είναι περιορισμένος. Καθορίζεται από τον συνολικό αριθμό των τροχιακών σθένους, δηλαδή εκείνων των τροχιακών των οποίων η χρήση για το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών αποδεικνύεται ενεργειακά ευνοϊκή. Οι κβαντομηχανικοί υπολογισμοί δείχνουν ότι παρόμοια τροχιακά περιλαμβάνουν ΜΙΚΡΟ-και p-τροχιακά του εξωτερικού στρώματος ηλεκτρονίων και d-τροχιακά του προηγούμενου στρώματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως είδαμε με τα παραδείγματα των ατόμων χλωρίου και θείου, τα b-τροχιακά του εξωτερικού στρώματος μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως τροχιακά σθένους.

Τα άτομα όλων των στοιχείων της δεύτερης περιόδου έχουν τέσσερα τροχιακά στο εξωτερικό στρώμα ηλεκτρονίων απουσία ^-τροχιακών στο προηγούμενο στρώμα. Κατά συνέπεια, τα τροχιακά σθένους αυτών των ατόμων δεν μπορούν να φιλοξενήσουν περισσότερα από οκτώ ηλεκτρόνια. Αυτό σημαίνει ότι η μέγιστη ομοιοπολικότητα των στοιχείων στη δεύτερη περίοδο είναι τέσσερα.

Τα άτομα των στοιχείων της τρίτης και των επόμενων περιόδων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να σχηματίσουν ομοιοπολικούς δεσμούς όχι μόνο μικρό-Και R-,αλλά και ^-τροχιακά. Υπάρχουν γνωστές ενώσεις ^-στοιχείων στις οποίες εμπλέκεται ο σχηματισμός ομοιοπολικών δεσμών μικρό-Και R-τροχιακά του εξωτερικού στρώματος ηλεκτρονίων και τα πέντε

Η ικανότητα των ατόμων να συμμετέχουν στο σχηματισμό ενός περιορισμένου αριθμού ομοιοπολικών δεσμών ονομάζεται κορεσμόςομοιοπολικό δεσμό.

• Ένας ομοιοπολικός δεσμός που σχηματίζεται με τρόπο δότη-δέκτη ονομάζεται μερικές φορές εν συντομία δεσμός δότη-δέκτη. Με αυτόν τον όρο, ωστόσο, δεν πρέπει να κατανοήσουμε έναν ειδικό τύπο δεσμού, αλλά μόνο μια συγκεκριμένη μέθοδο σχηματισμού ενός ομοιοπολικού δεσμού.

ΧΡΗΣΗ ΝΕΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ

ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ

Ο χρόνος προχωρά γρήγορα και αν νωρίτερα το σχολείο χρειαζόταν να δημιουργήσει μια θεωρητική βάση και εκπαιδευτική και μεθοδολογική υποστήριξη, τώρα έχει όλα τα απαραίτητα για να αυξήσει την αποτελεσματικότητα της δουλειάς του. Και αυτό είναι μια μεγάλη αξία του εθνικού έργου «Εκπαίδευση». Φυσικά, εμείς, οι δάσκαλοι, αντιμετωπίζουμε μεγάλες δυσκολίες όσον αφορά την κατάκτηση των σύγχρονων τεχνολογιών. Η αδυναμία μας να δουλέψουμε με υπολογιστή μας επηρεάζει και η εκμάθησή του απαιτεί πολύ χρόνο. Αλλά εξακολουθεί να είναι πολύ ενδιαφέρον και συναρπαστικό! Επιπλέον, το αποτέλεσμα είναι προφανές. Τα παιδιά ενδιαφέρονται για τα μαθήματα· ποικίλες δραστηριότητες πραγματοποιούνται πολύ γρήγορα και κατατοπιστικά.

Οι άνθρωποι συχνά πιστεύουν ότι η χημεία είναι επιβλαβής και επικίνδυνη. Συχνά ακούμε: «Προϊόντα φιλικά προς το περιβάλλον!», «Άκουσα ότι δηλητηριάζεσαι με χημικά!»... Δεν είναι όμως έτσι! Εμείς, οι δάσκαλοι χημείας, έχουμε το καθήκον να πείσουμε τους μαθητές ότι η χημεία είναι μια δημιουργική επιστήμη, ότι είναι η παραγωγική δύναμη της κοινωνίας και ότι τα προϊόντα της χρησιμοποιούνται σε όλους τους κλάδους της βιομηχανίας, της γεωργίας και χωρίς χημικοποίηση η περαιτέρω ανάπτυξη του πολιτισμού είναι αδύνατο.

Η ευρεία εισαγωγή χημικών ουσιών, ουσιών, μεθόδων και τεχνολογικών τεχνικών απαιτεί ειδικούς υψηλής μόρφωσης με στέρεη βάση χημικών γνώσεων. Για το σκοπό αυτό, το σχολείο μας διαθέτει εξειδικευμένη χημική και βιολογική τάξη, η οποία παρέχει υψηλού επιπέδου προετοιμασία στους μαθητές για να συνεχίσουν τη χημική τους εκπαίδευση. Για να επιλέξουν οι μαθητές του Λυκείου αυτό το συγκεκριμένο προφίλ, στην 9η τάξη υπάρχει ένα μάθημα επιλογής «Η Χημεία στην Καθημερινή Ζωή», σκοπός του οποίου είναι να βοηθήσει τα παιδιά να εξοικειωθούν με επαγγέλματα που σχετίζονται άμεσα με τα μαθήματα της χημείας και της βιολογίας. . Ακόμα κι αν οι μαθητές δεν επιλέξουν μια κατεύθυνση χημικών και βιολογικών στο Λύκειο, οι γνώσεις για τις ουσίες που συναντούν συνεχώς στην καθημερινή ζωή θα είναι χρήσιμες στη ζωή.

Στα μαθήματα επιλογής, η πρώτη θέση δίνεται στις διαλέξεις. Κατά την προετοιμασία τους, χρησιμοποιώ διαδικτυακούς πόρους πληροφοριών. Στην οθόνη εμφανίζονται πολλές εικονογραφήσεις, διαγράμματα, συλλογές βίντεο, εργαστηριακό υλικό, διαφάνειες και με βάση αυτά αφηγούμαι την ιστορία μου. Η τεχνολογία της εξήγησης μου έχει αλλάξει σημαντικά. Τα παιδιά ενδιαφέρονται πολύ, ακούν την ιστορία με μεγάλη προσοχή και επιθυμία.

Η χημεία είναι μια πειραματική επιστήμη. Για τα εργαστηριακά μαθήματα διατίθεται μεγάλος χρόνος. Αλλά συμβαίνει κάποια αντιδραστήρια να μην είναι διαθέσιμα στο εργαστήριο και ένα εικονικό εργαστήριο έρχεται στη διάσωση. Χρησιμοποιώντας ένα ειδικό πρόγραμμα, οι μαθητές μπορούν να πραγματοποιήσουν ένα εικονικό πείραμα. Τα παιδιά μελετούν την επίδραση των συνθετικών απορρυπαντικών σε διάφορους τύπους υφασμάτων, τη διαλυτότητα των ορυκτών λιπασμάτων στο νερό, το μέσο διάλυσής τους και την ποιοτική σύνθεση των τροφίμων (υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λίπη). Χρησιμοποιώντας υπολογιστή, κρατούν το δικό τους πειραματικό ημερολόγιο, όπου καταγράφουν το θέμα της εργαστηριακής εργασίας, τις παρατηρήσεις τους και τα συμπεράσματά τους για τη σωστή χρήση αυτών των ουσιών στην καθημερινή ζωή. Τα πλεονεκτήματα ενός εικονικού εργαστηρίου είναι η ασφάλεια, η έλλειψη εργαστηριακού εξοπλισμού και το κόστος χρόνου είναι ελάχιστο.

Στο τέλος του μαθήματος, οι φοιτητές πρέπει να κάνουν τεστ για οποιοδήποτε θέμα μελετούν. Είναι αντιμέτωποι με το καθήκον να επιλέξουν με ποια μορφή θα συνοψίσουν. Το πιο παραδοσιακό είναι ένα τεστ με τη μορφή περίληψης, μηνύματος ή αναφοράς. Για την προετοιμασία τους, τα παιδιά χρησιμοποιούν υλικά από πόρους του Διαδικτύου. Σε αυτό φυσικά τους βοηθάω: Θέτω ξεκάθαρα την εργασία, διατυπώνοντας παράλληλα τις ερωτήσεις που πρέπει να απαντήσουν οι μαθητές και αναφέρω τη διεύθυνση του ιστότοπου με πληροφορίες για το σχετικό θέμα.

Αλλά αυτή η φόρμα είναι ήδη λίγο ξεπερασμένη και μερικοί τύποι άρχισαν να επιλέγουν δραστηριότητες έργου. Δουλεύουν ατομικά, ομαδικά, ομαδικά. Η αναζήτηση πληροφοριών δεν είναι πλήρης χωρίς τη χρήση της δύναμης του Διαδικτύου. Πριν τα ελευθερώσω σε μια δωρεάν αναζήτηση, τους δίνω προσανατολισμό: τεχνικές αναζήτησης, λέξεις-κλειδιά, φράσεις, ονόματα μηχανών αναζήτησης με τις οποίες μπορεί να είναι χρήσιμη η εργασία, διευθύνσεις τοποθεσιών του Διαδικτύου.

Τα παιδιά επιλέγουν επίσης ένα τεστ με τη μορφή παιχνιδιού, εργασιών και ασκήσεων για τις οποίες αναπτύσσονται τα ίδια. Αυτό θα μπορούσε να είναι ένα τεστ περιστροφής, «Έξυπνοι άνδρες και γυναίκες», «Πώς να γίνεις εκατομμυριούχος;», «Τι; Οπου? Πότε;», διάφορα παζλ.

Οργανώνω επίσης μια παρουσίαση του προϊόντος που προκύπτει χρησιμοποιώντας απομακρυσμένες τεχνολογίες. Αναρτώντας τα αποτελέσματα των δραστηριοτήτων τους στο Διαδίκτυο στον ιστότοπο του σχολείου ή της τάξης, οι μαθητές έχουν την ευκαιρία να αξιολογήσουν τη δουλειά τους όχι μόνο με τη βοήθεια των συμμαθητών τους, αλλά και με παιδιά και δασκάλους από άλλα σχολεία, να συζητήσουν αυτά τα αποτελέσματα και να εξετάσουν σε αυτούς με άλλα μάτια.

Από τη σκοπιά της παιδαγωγικής των νέων μέσων, ζούμε σε εξαιρετικά ενδιαφέρουσες εποχές. Η ταχεία εισαγωγή σύγχρονων τεχνολογιών μας αναγκάζει να προσεγγίσουμε παλιές θέσεις με νέο τρόπο. Η προ-επαγγελματική εκπαίδευση στο σχολείο μας συνεχίζεται εδώ και τέσσερα χρόνια και κάθε φορά ανασκοπώ την πορεία των μαθημάτων, γιατί... Ανοίγονται νέες προοπτικές, αναδύονται γόνιμοι δεσμοί μεταξύ των παραδοσιακών μεθόδων διδασκαλίας και των νέων προκλήσεων της κοινωνίας, της ενημέρωσης και της γνώσης. Πράγματι, η εκπαίδευση στα μέσα ενημέρωσης έχει γίνει μέρος της γενικής εκπαίδευσης. Παράλληλα, τα παιδιά αναπτύσσουν επικοινωνιακές δεξιότητες, ενδιαφέρον για τις νέες τεχνολογίες, πάθος, ατομική δραστηριότητα, δημιουργικότητα, συνεργάζονται ενεργά και ανταλλάσσουν τις δικές τους απόψεις.

Είμαι πεπεισμένος ότι η χρήση της πληροφορικής μπορεί να προσφέρει μια ανεπτυγμένη εκπαιδευτική κουλτούρα. Αυτό είναι επιτυχία στη διδασκαλία και τη μάθηση. Χρησιμοποιήστε την τεχνολογία της πληροφορίας! Μετακινηθείτε από παλιές μορφές άσκησης που έχουν χάσει την αποτελεσματικότητά τους σε νεότερες, πιο προηγμένες και σύγχρονες!

Η χρήση των νέων τεχνολογιών της πληροφορίας στην εκπαιδευτική διαδικασία μπορεί να απεικονιστεί με το παράδειγμα ενός από τα μαθήματα γενικής χημείας στην 11η τάξη.

Μηχανισμός σχηματισμού και ιδιότητες ομοιοπολικών δεσμών

Ο σκοπός του μαθήματος.Θυμηθείτε από το μάθημα της 8ης τάξης τον μηχανισμό σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού, μελετήστε τον μηχανισμό δότη-δέκτη και τις ιδιότητες ενός ομοιοπολικού δεσμού.

Εξοπλισμός. Πίνακας ηλεκτραρνητικότητας χημικών στοιχείων, κωδικογράμματα δεσμών st και l, εκπαιδευτικός δίσκος «Γενική Χημεία» από τη σειρά εκπαιδευτικών προγραμμάτων Κυρίλλου και Μεθοδίου με διαγράμματα και μοντέλα μορίων, μοντέλα μορίων με μπίλια και ραβδί, κάρτα εργασίας με εργασίες και τεστ, διαδραστικός πίνακας, υπολογιστής, εργασίες εμπέδωσης και ελέγχου γνώσεων με τηλεχειριστήριο.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Η διάλεξη διεξάγεται με τη χρήση του εκπαιδευτικού δίσκου «Γενική Χημεία».

Επανάληψη καλυμμένου υλικού

Θυμηθείτε με τους μαθητές πώς σχηματίζονται δεσμοί μεταξύ ατόμων μη μετάλλων. Ολοκληρώστε τις εργασίες 1, 2 στην κάρτα εργασίας (βλ. παράρτημα).

Εκμάθηση νέου υλικού

Μηχανισμός σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού:

α) ανταλλαγή (για παράδειγμα, H2, Cl2, HC1).

β) δότης-δέκτης (χρησιμοποιώντας το παράδειγμα NH 4 C1).

Αμέσως, οι μαθητές σημειώνουν την εργασία τους στο περιθώριο: Περιγράψτε τον σχηματισμό του ιόντος υδρονίου Η 3 ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ + από το ιόν + και μόρια νερού.

Τύποι ομοιοπολικών δεσμών: πολικοί και μη πολικοί (ανάλογα με τη σύσταση του μορίου).

Ιδιότητες ομοιοπολικών δεσμών.

Πολλαπλότητα(μονό, ενάμιση, διπλό, τρίκλινο).

Ενέργεια επικοινωνίας- αυτή είναι η ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται κατά το σχηματισμό ενός χημικού δεσμού ή που δαπανάται για τη θραύση του.

Μήκος συνδέσμουείναι η απόσταση μεταξύ των πυρήνων των ατόμων σε ένα μόριο.

Η ενέργεια και το μήκος του δεσμού είναι αλληλένδετα. Δείξτε με ένα παράδειγμα πώς αυτές οι ιδιότητες συνδέονται μεταξύ τους, πώς επηρεάζουν την αντοχή του μορίου (προβολή στον πίνακα):

Διαβρεκτόείναι η ικανότητα των ατόμων να σχηματίζουν έναν ορισμένο και περιορισμένο αριθμό δεσμών. Εμφάνιση με παραδείγματα μπάλας και ράβδου

μόρια Cl 2, H 2 O, CH 4, HNO 3.

Κατευθυντικότητα.Εξετάστε τα σχέδια της επικάλυψης των νεφών ηλεκτρονίων κατά το σχηματισμό των δεσμών σ- και π, προβάλετέ τα στον πίνακα (Εικ.).

Διορθώστε τις εργασίες 6, 7 στην κάρτα εργασίας (βλ. παράρτημα).

Μικρό διάλειμμα!

1. Ας ξεκινήσουμε τη λίστα με τη σειρά,

Γιατί το πρώτο στοιχείο.

(Παρεμπιπτόντως, σχηματίζει νερό -

Ένα πολύ σημαντικό σημείο).

Ας φανταστούμε το μόριο του

Βολική φόρμουλα H 2.

Ας προσθέσουμε σημαντικά -

Δεν υπάρχει πιο ελαφριά ουσία στον κόσμο!

2. N 2 - μόριο αζώτου.

Είναι γνωστό ότι είναι άχρωμο

αέριο. Πολλές γνώσεις, αλλά ας

Ας αναπληρώσουμε το απόθεμά τους.

3. Είναι παντού και παντού:

Και στην πέτρα, στον αέρα, στο νερό,

Είναι στην πρωινή δροσιά,

Και στον γαλάζιο ουρανό.

(Οξυγόνο.)

4. Μανιταροσυλλέκτες βρήκαν έναν μικρό βάλτο στο δάσος, από τον οποίο κατά τόπους έσκαγαν φυσαλίδες αερίου. Το αέριο φούντωσε από το σπίρτο και μια αχνά φλόγα άρχισε να περιπλανιέται μέσα στο βάλτο. Τι είδους αέριο είναι αυτό; (Μεθάνιο.)

Συνέχεια του μαθήματος.

Πολωσιμότητα- αυτή είναι η ικανότητα ενός ομοιοπολικού δεσμού να αλλάζει την πολικότητα του υπό την επίδραση ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου (δώστε προσοχή σε τέτοιες διαφορετικές έννοιες όπως η πολικότητα του δεσμού και η πολικότητα του μορίου).

Ενίσχυση της ύλης που έμαθε

Ο έλεγχος στο θέμα που μελετήθηκε πραγματοποιείται με τη χρήση τηλεχειριστηρίων.

Η έρευνα πραγματοποιείται για 3 λεπτά, 10 ερωτήσεις αξίζουν έναν βαθμό, 30 δευτερόλεπτα διατίθενται για την απάντηση, οι ερωτήσεις προβάλλονται στον διαδραστικό πίνακα. Εάν σκοράρετε 9-10 πόντους - βαθμολογήστε "5", 7-8 βαθμούς - βαθμολογήστε "4", 5-6 βαθμούς - βαθμολογήστε "3".

Ερωτήσεις για ενοποίηση

1. Ένας δεσμός που σχηματίζεται λόγω κοινών ζευγών ηλεκτρονίων ονομάζεται:

α) ιοντικό; β) ομοιοπολική? γ) μέταλλο.

2. Ένας ομοιοπολικός δεσμός σχηματίζεται μεταξύ των ατόμων:

α) μέταλλα· β) μη μέταλλα. γ) μεταλλικά και μη.

3. Ο μηχανισμός σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού λόγω ενός μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων ενός ατόμου και ενός ελεύθερου τροχιακού ενός άλλου ονομάζεται:

α) δότης-δέκτης· β) αδρανές. γ) καταλυτική.

4. Ποιο μόριο έχει ομοιοπολικό δεσμό;

α) Zn; β) Cu O; γ) NH 3.

5. Η πολλαπλότητα των δεσμών σε ένα μόριο αζώτου είναι ίση με:

α) τρία· β) δύο? γ) ένα.

6. Το μικρότερο μήκος δεσμού σε ένα μόριο:

α) H2S; β) SF 6; γ) SO 2; δ) SOr

7. Όταν τα νέφη ηλεκτρονίων επικαλύπτονται κατά μήκος του άξονα που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων που αλληλεπιδρούν, σχηματίζεται το εξής:

α) σ-δεσμός; β) π-δεσμός; γ) ρ δεσμός.

8. Το άτομο αζώτου έχει έναν πιθανό αριθμό μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων:

Α'1; β)2; στις 3.

9. Η αντοχή του δεσμού αυξάνεται στη σειρά:

α) H 2 O - H 2 S; 6) NH 3 - PH 3; γ) CS 2 - C O 2; δ) N 2 – O 2

10. Το υβριδικό s τροχιακό έχει τη μορφή:

μια μπάλα; β) ακανόνιστο οκτώ. γ) κανονικό οκτώ.

Τα αποτελέσματα εμφανίζονται αμέσως στην οθόνη, κάνουμε μια αναφορά για κάθε ερώτηση.

Ανάλυση των εργασιών για το σπίτι (βλ. παράρτημα - κάρτα εργασίας), § 6 του σχολικού βιβλίου του O.S. Gabrielyan, G.GLysov «Χημεία. 11η τάξη» (Μ.: Bustard, 2006), σημειώσεις σε τετράδιο.

Εφαρμογή

Κάρτα εργασίας

1. Αντιστοιχίστε τα ονόματα της ουσίας και το είδος του δεσμού.

1) Χλωριούχο κάλιο.

2) οξυγόνο?

3) μαγνήσιο?

4) τετραχλωράνθρακας.

α) Ομοιοπολική μη πολική.

β) ιοντικό;

γ) μέταλλο?

δ) ομοιοπολική πολική.

2. Μεταξύ των ατόμων ποιων στοιχείων ο χημικός δεσμός θα έχει ιοντικό χαρακτήρα;

α) NnO; β) Si και C1; γ) Na και O; δ) P και Br.

3. Το μήκος της σύνδεσης εκφράζεται σε:

α) nm; β) kg; γ) j; δ) m 3.

4. Πού είναι ο ισχυρότερος χημικός δεσμός: στο μόριο Cl 2 ή O 2;

5. Ποιο μόριο έχει ισχυρότερο δεσμό υδρογόνου: H 2 O ή H 2 S;

6. Συνεχίστε την πρόταση: «Ο δεσμός που σχηματίζεται από την επικάλυψη νεφών ηλεκτρονίων κατά μήκος της γραμμής που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων ονομάζεται............. ...... ......",

7. Σχεδιάστε διαγράμματα επικάλυψης τροχιακών ηλεκτρονίων κατά το σχηματισμό δεσμού π.

8. Εργασία για το σπίτι. «Γενική χημεία σε τεστ, προβλήματα, ασκήσεις» του O.S. Gabrielyan (M.: Drofa, 2003), εργασία 8Α, επιλογή 1, 2.

Η ιδέα του σχηματισμού ενός χημικού δεσμού χρησιμοποιώντας ένα ζεύγος ηλεκτρονίων που ανήκουν και στα δύο συνδετικά άτομα εκφράστηκε το 1916 από τον Αμερικανό φυσικοχημικό J. Lewis.

Ομοιοπολικοί δεσμοί υπάρχουν μεταξύ των ατόμων και στα μόρια και στους κρυστάλλους. Εμφανίζεται τόσο μεταξύ πανομοιότυπων ατόμων (για παράδειγμα, σε μόρια H2, Cl2, O2, σε κρύσταλλο διαμαντιού) όσο και μεταξύ διαφορετικών ατόμων (για παράδειγμα, σε μόρια H2O και NH3, σε κρυστάλλους SiC). Σχεδόν όλοι οι δεσμοί στα μόρια των οργανικών ενώσεων είναι ομοιοπολικοί (C-C, C-H, C-N κ.λπ.).

Υπάρχουν δύο μηχανισμοί για το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών:

1) ανταλλαγή?

2) δότης-δέκτης.

Μηχανισμός ανταλλαγής σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμούέγκειται στο γεγονός ότι κάθε ένα από τα συνδετικά άτομα παρέχει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο για το σχηματισμό ενός κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων (δεσμού). Τα ηλεκτρόνια των αλληλεπιδρώντων ατόμων πρέπει να έχουν αντίθετα σπιν.

Ας εξετάσουμε, για παράδειγμα, το σχηματισμό ενός ομοιοπολικού δεσμού σε ένα μόριο υδρογόνου. Όταν τα άτομα υδρογόνου έρχονται πιο κοντά, τα ηλεκτρονιακά τους νέφη διεισδύουν το ένα μέσα στο άλλο, κάτι που ονομάζεται επικάλυψη των νεφών ηλεκτρονίων (Εικ. 3.2), η πυκνότητα ηλεκτρονίων μεταξύ των πυρήνων αυξάνεται. Οι πυρήνες ελκύουν ο ένας τον άλλον. Ως αποτέλεσμα, η ενέργεια του συστήματος μειώνεται. Όταν τα άτομα έρχονται πολύ κοντά μεταξύ τους, η απώθηση των πυρήνων αυξάνεται. Επομένως, υπάρχει μια βέλτιστη απόσταση μεταξύ των πυρήνων (μήκος δεσμού l), στην οποία το σύστημα έχει ελάχιστη ενέργεια. Σε αυτή την κατάσταση, απελευθερώνεται ενέργεια, που ονομάζεται ενέργεια δέσμευσης E St.

Ρύζι. 3.2. Διάγραμμα επικάλυψης νέφους ηλεκτρονίων κατά το σχηματισμό ενός μορίου υδρογόνου

Σχηματικά, ο σχηματισμός ενός μορίου υδρογόνου από άτομα μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής (μια τελεία σημαίνει ένα ηλεκτρόνιο, μια γραμμή σημαίνει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων):

N + N→N: N ή N + N→N - N.

Γενικά για μόρια ΑΒ άλλων ουσιών:

Α + Β = Α: Β.

Μηχανισμός δότη-δέκτη σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμούέγκειται στο γεγονός ότι ένα σωματίδιο - ο δότης - αντιπροσωπεύει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων για να σχηματίσει έναν δεσμό και το δεύτερο - ο δέκτης - αντιπροσωπεύει ένα ελεύθερο τροχιακό:

Α: + Β = Α: Β.

δωρητής δέκτης

Ας εξετάσουμε τους μηχανισμούς σχηματισμού χημικών δεσμών στο μόριο της αμμωνίας και στο ιόν αμμωνίου.

1. Εκπαίδευση

Το άτομο αζώτου έχει δύο ζεύγη και τρία ασύζευκτα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό ενεργειακό του επίπεδο:

Το άτομο υδρογόνου στο υποεπίπεδο s έχει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο.

Στο μόριο της αμμωνίας, τα ασύζευκτα ηλεκτρόνια 2p του ατόμου του αζώτου σχηματίζουν τρία ζεύγη ηλεκτρονίων με τα ηλεκτρόνια 3 ατόμων υδρογόνου:

Στο μόριο NH 3, σχηματίζονται 3 ομοιοπολικοί δεσμοί σύμφωνα με τον μηχανισμό ανταλλαγής.

2. Σχηματισμός συμπλόκου ιόντος - ιόντος αμμωνίου.

NH 3 + HCl = NH 4 Cl ή NH 3 + H + = NH 4 +

Το άτομο αζώτου παραμένει με ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων, δηλαδή δύο ηλεκτρόνια με αντιπαράλληλα σπιν σε ένα ατομικό τροχιακό. Το ατομικό τροχιακό του ιόντος υδρογόνου δεν περιέχει ηλεκτρόνια (κενό τροχιακό). Όταν ένα μόριο αμμωνίας και ένα ιόν υδρογόνου πλησιάζουν το ένα το άλλο, εμφανίζεται μια αλληλεπίδραση μεταξύ του μοναδικού ζεύγους ηλεκτρονίων του ατόμου του αζώτου και του κενού τροχιακού του ιόντος υδρογόνου. Το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων γίνεται κοινό με τα άτομα αζώτου και υδρογόνου και εμφανίζεται ένας χημικός δεσμός σύμφωνα με τον μηχανισμό δότη-δέκτη. Το άτομο αζώτου του μορίου της αμμωνίας είναι ο δότης και το ιόν υδρογόνου είναι ο δέκτης:

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στο ιόν NH 4 + και οι τέσσερις δεσμοί είναι ισοδύναμοι και δυσδιάκριτοι· επομένως, στο ιόν το φορτίο αποεντοπίζεται (διασπαρμένο) σε όλο το σύμπλοκο.

Τα εξεταζόμενα παραδείγματα δείχνουν ότι η ικανότητα ενός ατόμου να σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς καθορίζεται όχι μόνο από τα νέφη ενός ηλεκτρονίου, αλλά και από τα νέφη των 2 ηλεκτρονίων ή την παρουσία ελεύθερων τροχιακών.

Σύμφωνα με τον μηχανισμό δότη-δέκτη, οι δεσμοί σχηματίζονται σε σύνθετες ενώσεις: - ; 2+ ; 2- κτλ.

Ένας ομοιοπολικός δεσμός έχει τις ακόλουθες ιδιότητες:

- κορεσμός

- κατευθυντικότητα

- πολικότητα και πολικότητα.