Senyawa yang dibentuk oleh ikatan kovalen. Ikatan kovalen - mekanisme pembentukan polar dan non-polar

Ikatan kovalen, bergantung pada bagaimana pasangan elektron bersama terjadi, dapat dibentuk oleh menukarkan atau mekanisme donor-akseptor.

Mekanisme pertukaran Pembentukan ikatan kovalen terjadi ketika orbital atom dan elektron tidak berpasangan yang terletak di orbital ini berpartisipasi dalam pembentukan pasangan elektron yang sama dari setiap atom.

Misalnya pada molekul hidrogen. Atom hidrogen yang berinteraksi mengandung elektron tunggal dengan spin berlawanan pada orbital s atom membentuk pasangan elektron yang sama, yang pergerakannya dalam molekul H2 terjadi dalam batas orbital molekul σ, yang muncul ketika dua orbital atom s bergabung:

Dalam molekul amonia, atom nitrogen, yang memiliki tiga elektron tunggal dan satu pasangan elektron di empat orbital atom pada tingkat energi terluar, membentuk tiga pasangan elektron yang sama dengan elektron s dari tiga atom hidrogen. Pasangan elektron dalam molekul NH 3 ini terletak di tiga orbital molekul σ, yang masing-masing muncul ketika orbital atom atom nitrogen bergabung dengan orbital s atom hidrogen:

Jadi, dalam molekul amonia, atom nitrogen membentuk tiga ikatan dengan atom hidrogen dan memiliki tidak dibagikan pasangan elektron.

Mekanisme donor-akseptor pembentukan ikatan kovalen terjadi ketika satu atom atau ion netral (penyumbang) memiliki pasangan elektron pada orbital atom pada tingkat energi terluar, dan ion lainnya atau atom netral (akseptor)- orbital bebas (kosong). Ketika orbital atom bergabung, orbital molekul muncul di mana terdapat pasangan elektron yang sama yang sebelumnya dimiliki oleh atom donor:

Menurut mekanisme donor-akseptor, misalnya, pembentukan ikatan kovalen antara molekul amonia dan ion hidrogen terjadi dengan munculnya ion amonium+. Dalam molekul amonia, atom nitrogen di lapisan terluar memiliki pasangan elektron bebas, yang memungkinkan molekul ini bertindak sebagai donor. Ion hidrogen (akseptor) memiliki orbital s bebas. Karena peleburan orbital atom atom nitrogen dan ion hidrogen, timbul orbital molekul σ, dan pasangan elektron bebas atom nitrogen menjadi sama dengan atom penghubung:

Atau H + + NH 3 [ H NH 3 ] +

Dalam ion amonium +, ikatan kovalen N-H yang dibentuk oleh mekanisme donor-akseptor memiliki energi dan panjang yang sama dengan tiga ikatan kovalen N-H lainnya yang dibentuk melalui mekanisme pertukaran.

Atom boron membentuk molekul boron fluorida BF 3 karena tumpang tindih orbital elektron yang ditempati dalam keadaan tereksitasi oleh elektron yang tidak berpasangan dengan orbital elektron fluor. Dalam hal ini, atom boron mempertahankan satu orbital kosong, sehingga ikatan kimia keempat dapat dibentuk melalui mekanisme donor-akseptor.

Ikatan yang terbentuk melalui mekanisme donor-akseptor sering disebut donor-akseptor, koordinasi atau terkoordinasi. Namun, ini bukanlah jenis ikatan khusus, melainkan hanya mekanisme pembentukan ikatan kovalen yang berbeda.

Mekanisme donor-akseptor untuk pembentukan ikatan kovalen merupakan karakteristik senyawa kompleks: peran akseptor biasanya dimainkan oleh ion logam d, yang biasanya dapat menyediakan dua, empat atau enam orbital atom bebas dari s-, p- , tipe D, yang secara signifikan memperluas kemampuannya untuk membentuk ikatan kovalen.

Misalnya, ion Ag + dan Cu 2+ masing-masing menyediakan dua dan empat orbital atom bebas, dan donor pasangan elektron dapat berupa, misalnya, dua atau empat molekul amonia atau ion sianida:

Akseptor Donor

Dalam kasus ini, ikatan kovalen muncul antara donor dan akseptor dengan pembentukan kation kompleks (perak dan tembaga amonia) atau anion (tembaga sianida).

Ikatan kovalen merupakan ikatan yang paling sering mengikat atom-atom nonlogam dalam molekul dan kristal. Tentang jenis ikatan kimia apa yang disebut kovalen, kita akan membahasnya di artikel ini.

Apa yang dimaksud dengan ikatan kimia kovalen?

Ikatan kimia kovalen adalah ikatan yang dicapai melalui pembentukan pasangan elektron bersama (ikatan).

Jika terdapat satu pasangan elektron yang sama di antara dua atom, maka ikatan tersebut disebut ikatan tunggal; jika ada dua, maka rangkap dua; jika ada tiga, maka rangkap tiga.

Ikatan biasanya dilambangkan dengan garis horizontal antar atom. Misalnya, dalam molekul hidrogen terdapat ikatan tunggal: H-H; dalam molekul oksigen terdapat ikatan rangkap: O=O; Ada ikatan rangkap tiga dalam molekul nitrogen:

Beras. 1. Ikatan rangkap tiga dalam molekul nitrogen.

Semakin tinggi multiplisitas ikatan, semakin kuat molekulnya: adanya ikatan rangkap tiga menjelaskan tingginya stabilitas kimia molekul nitrogen.

Pembentukan dan jenis ikatan kovalen

Ada dua mekanisme pembentukan ikatan kovalen: mekanisme pertukaran dan mekanisme donor-akseptor:

• mekanisme pertukaran. Dalam mekanisme pertukaran, untuk membentuk pasangan elektron bersama, kedua atom yang berikatan masing-masing menyediakan satu elektron tidak berpasangan. Hal inilah yang terjadi, misalnya, ketika molekul hidrogen terbentuk.

Beras. 2. Pembentukan molekul hidrogen.

Pasangan elektron yang sama dimiliki oleh masing-masing atom yang terikat, yaitu kulit elektronnya lengkap.

• mekanisme donor-akseptor. Dalam mekanisme donor-akseptor, pasangan elektron bersama diwakili oleh salah satu atom yang berikatan, yaitu atom yang lebih elektronegatif. Atom kedua mewakili orbital kosong untuk pasangan elektron bersama.

Beras. 3. Pembentukan ion amonium.

Ini adalah bagaimana ion amonium NH 4 + terbentuk. Ion bermuatan positif (kation) ini terbentuk ketika gas amonia bereaksi dengan asam apa pun. Dalam larutan asam terdapat kation hidrogen (proton), yang dalam lingkungan hidrogen membentuk kation hidronium H 3 O+. Rumus amonia adalah NH 3: molekulnya terdiri dari satu atom nitrogen dan tiga atom hidrogen yang dihubungkan melalui ikatan kovalen tunggal melalui mekanisme pertukaran. Atom nitrogen tetap memiliki satu pasangan elektron bebas. Ia memberikannya sebagai ion biasa, sebagai donor, pada ion hidrogen H+, yang memiliki orbital bebas.

Ikatan kimia kovalen pada zat kimia dapat bersifat polar atau non polar. Suatu ikatan tidak mempunyai momen dipol, yaitu polaritas, jika dua atom dari unsur yang sama yang mempunyai nilai keelektronegatifan yang sama terikat. Jadi, dalam molekul hidrogen, ikatannya bersifat non-polar.

Dalam molekul hidrogen klorida HCl, atom-atom dengan keelektronegatifan berbeda dihubungkan oleh ikatan tunggal kovalen. Pasangan elektron bersama dialihkan ke arah klorin, yang memiliki afinitas elektron dan elektronegativitas lebih tinggi. Momen dipol muncul dan ikatan menjadi polar. Dalam hal ini, terjadi pemisahan muatan parsial: atom hidrogen menjadi ujung positif dipol, dan atom klor menjadi ujung negatif.

Setiap ikatan kovalen mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: energi, panjang, multiplisitas, polaritas, polarisasi, saturasi, arah dalam ruang

Apa yang telah kita pelajari?

Ikatan kimia kovalen terbentuk oleh tumpang tindih sepasang awan elektron valensi. Jenis ikatan ini dapat dibentuk melalui mekanisme donor-akseptor, maupun melalui mekanisme pertukaran. Ikatan kovalen dapat bersifat polar atau nonpolar dan dicirikan oleh adanya panjang, multiplisitas, polaritas, dan arah dalam ruang.

Uji topiknya

Evaluasi laporan

Penilaian rata-rata: 4.2. Total peringkat yang diterima: 164.

Seperti telah disebutkan, pasangan elektron bersama yang melakukan ikatan kovalen dapat terbentuk karena adanya elektron tidak berpasangan dalam atom yang berinteraksi tidak tereksitasi. Hal ini terjadi, misalnya, selama pembentukan molekul seperti H2, HC1, Cl2. Di sini, setiap atom memiliki satu elektron tidak berpasangan; Ketika dua atom tersebut berinteraksi, pasangan elektron yang sama tercipta - ikatan kovalen terjadi.

Atom nitrogen yang tidak tereksitasi memiliki tiga elektron tidak berpasangan:

Akibatnya, karena elektron yang tidak berpasangan, atom nitrogen dapat berpartisipasi dalam pembentukan tiga ikatan kovalen. Hal ini terjadi, misalnya pada molekul N2 atau NH3 yang kovalen nitrogennya 3.

Namun, jumlah ikatan kovalen mungkin lebih besar daripada jumlah elektron tidak berpasangan yang tersedia pada atom yang tidak tereksitasi. Jadi, dalam keadaan normal, lapisan elektronik terluar atom karbon mempunyai struktur yang digambarkan oleh diagram:

Karena tersedianya elektron tidak berpasangan, atom karbon dapat membentuk dua ikatan kovalen. Sedangkan karbon dicirikan oleh senyawa yang masing-masing atomnya terikat dengan atom tetangganya melalui empat ikatan kovalen (misalnya CO 2, CH 4, dll). Hal ini dimungkinkan karena fakta bahwa dengan pengeluaran sejumlah energi, salah satu dari 2x elektron yang ada dalam atom dapat ditransfer ke sublevel 2 R akibatnya, atom masuk ke keadaan tereksitasi, dan jumlah elektron tidak berpasangan bertambah. Proses eksitasi yang disertai dengan “pasangan” elektron dapat digambarkan dengan diagram berikut, dimana keadaan tereksitasi ditandai dengan tanda bintang di sebelah simbol unsur:

Sekarang terdapat empat elektron tidak berpasangan di lapisan elektron terluar atom karbon; oleh karena itu, atom karbon yang tereksitasi dapat berpartisipasi dalam pembentukan empat ikatan kovalen. Dalam hal ini, peningkatan jumlah ikatan kovalen yang tercipta disertai dengan pelepasan lebih banyak energi daripada yang dikeluarkan untuk mentransfer atom ke keadaan tereksitasi.

Jika eksitasi suatu atom, yang menyebabkan peningkatan jumlah elektron tidak berpasangan, dikaitkan dengan biaya energi yang sangat besar, maka biaya ini tidak dikompensasi oleh energi pembentukan ikatan baru; maka proses seperti itu secara keseluruhan ternyata tidak menguntungkan. Jadi, atom oksigen dan fluor tidak memiliki orbital bebas di lapisan elektron terluar:

Di sini, peningkatan jumlah elektron tidak berpasangan hanya mungkin terjadi dengan mentransfer salah satu elektron ke tingkat energi berikutnya, yaitu. dalam sebuah keadaan 3 detik. Namun, transisi tersebut dikaitkan dengan pengeluaran energi yang sangat besar, yang tidak ditutupi oleh energi yang dilepaskan ketika ikatan baru muncul. Oleh karena itu, karena elektron yang tidak berpasangan, atom oksigen dapat membentuk tidak lebih dari dua ikatan kovalen, dan atom fluor hanya dapat membentuk satu ikatan kovalen. Memang, unsur-unsur ini dicirikan oleh kovalen konstan yang sama dengan dua untuk oksigen dan satu untuk fluor.

Atom-atom unsur periode ketiga dan berikutnya memiliki “sublevel-i” di lapisan elektronik terluarnya, di mana atom-atom tersebut dapat bertransisi saat eksitasi. S- dan elektron p pada lapisan terluar. Oleh karena itu, peluang tambahan muncul di sini untuk meningkatkan jumlah elektron tidak berpasangan. Jadi, atom klor, yang dalam keadaan tidak tereksitasi, memiliki satu elektron tidak berpasangan

dapat ditransfer, dengan mengeluarkan sejumlah energi, ke keadaan tereksitasi (ES), yang ditandai dengan tiga, lima atau tujuh elektron tidak berpasangan:

Oleh karena itu, tidak seperti atom fluor, atom klor dapat berpartisipasi dalam pembentukan tidak hanya satu, tetapi juga tiga, lima atau tujuh ikatan kovalen. Jadi, dalam asam klor HClO 2 kovalennya dengan klor adalah tiga, dalam asam perklorat HClO 3 adalah lima, dan dalam asam perklorat HClO 4 adalah tujuh. Demikian pula, atom belerang, yang juga memiliki tingkat 36SiO yang tidak terisi, dapat memasuki keadaan tereksitasi dengan empat atau enam elektron tidak berpasangan dan, oleh karena itu, berpartisipasi dalam pembentukan tidak hanya dua, seperti oksigen, tetapi juga empat atau enam ikatan kovalen. Hal ini dapat menjelaskan keberadaan senyawa yang belerangnya memiliki kovalen empat (SO 2, SCl 4) atau enam (SF 6).

Dalam banyak kasus, ikatan kovalen juga muncul karena adanya pasangan elektron di lapisan elektron terluar atom. Perhatikan, misalnya, struktur elektronik molekul amonia:

Di sini, titik-titik menunjukkan elektron yang awalnya milik atom nitrogen, dan tanda silang menunjukkan elektron yang awalnya milik atom hidrogen. Dari delapan elektron terluar atom nitrogen, enam membentuk tiga ikatan kovalen dan umum terjadi pada atom nitrogen dan atom hidrogen. Tapi dua elektron hanya milik nitrogen dan bentuk pasangan elektron bebas. Pasangan elektron tersebut juga dapat ikut serta dalam pembentukan ikatan kovalen dengan atom lain jika terdapat orbital bebas pada lapisan elektron terluar atom tersebut. Orbital ls yang tidak terisi terdapat, misalnya, pada ion hidrogen H+, yang umumnya tidak memiliki elektron:

Oleh karena itu, ketika molekul NH 3 berinteraksi dengan ion hidrogen, terjadi ikatan kovalen di antara keduanya; pasangan elektron bebas pada atom nitrogen menjadi terbagi antara dua atom, sehingga menghasilkan pembentukan ion amonium NH4:

Di sini ikatan kovalen muncul karena adanya sepasang elektron yang semula dimiliki oleh satu atom (penyumbang pasangan elektron), dan orbital bebas atom lain (akseptor pasangan elektron). Cara pembentukan ikatan kovalen ini disebut donor-akseptor. Dalam contoh yang dibahas, donor pasangan elektron adalah atom nitrogen, dan akseptornya adalah atom hidrogen.

Pengalaman membuktikan bahwa keempat ikatan N-H dalam ion amonium adalah setara dalam segala hal. Oleh karena itu, ikatan yang dibentuk dengan metode donor-akseptor tidak berbeda sifatnya dengan ikatan kovalen yang diciptakan oleh elektron tidak berpasangan dari atom yang berinteraksi.

Contoh lain molekul yang mempunyai ikatan yang terbentuk secara donor-akseptor adalah molekul nitrogen oksida (I) N 2 O.

Sebelumnya rumus struktur senyawa ini digambarkan sebagai berikut:

Menurut rumus ini, atom nitrogen pusat dihubungkan ke atom tetangga melalui lima ikatan kovalen, sehingga lapisan elektron terluarnya mengandung sepuluh elektron (lima pasangan elektron). Namun kesimpulan ini bertentangan dengan struktur elektronik atom nitrogen, karena lapisan L terluarnya hanya mengandung empat orbital (satu orbital 5 dan tiga p) dan tidak dapat menampung lebih dari delapan elektron. Oleh karena itu, rumus struktur yang diberikan tidak dapat dianggap benar.

Mari kita perhatikan struktur elektronik oksida nitrat (I), dan elektron dari masing-masing atom akan ditandai secara bergantian dengan titik atau tanda silang. Atom oksigen, yang memiliki dua elektron tidak berpasangan, membentuk dua ikatan kovalen dengan atom nitrogen pusat:

Karena elektron tidak berpasangan yang tersisa pada atom nitrogen pusat, atom nitrogen pusat membentuk ikatan kovalen dengan atom nitrogen kedua:

Dengan demikian, lapisan elektronik terluar atom oksigen dan atom nitrogen pusat terisi: konfigurasi delapan elektron yang stabil terbentuk di sini. Namun lapisan elektron terluar dari atom nitrogen terluar hanya mengandung enam elektron; oleh karena itu atom ini dapat menjadi akseptor pasangan elektron lainnya. Atom nitrogen pusat yang berdekatan dengannya memiliki pasangan elektron bebas dan dapat bertindak sebagai donor. Hal ini mengarah pada pembentukan ikatan kovalen lain antara atom nitrogen dengan metode donor-akseptor:

Sekarang masing-masing dari tiga atom yang membentuk molekul N 2 O memiliki struktur lapisan terluar delapan elektron yang stabil. Jika ikatan kovalen yang dibentuk dengan metode donor-akseptor ditandai, seperti biasa, dengan panah yang diarahkan dari atom donor ke atom akseptor, maka rumus struktur oksida nitrat (I) dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Jadi, dalam oksida nitrat (I), kovalen atom nitrogen pusat adalah empat, dan atom terluar adalah dua.

Contoh yang diberikan menunjukkan bahwa atom memiliki berbagai kemungkinan untuk pembentukan ikatan kovalen. Yang terakhir ini dapat tercipta karena elektron yang tidak berpasangan dari atom yang tidak tereksitasi, dan karena elektron yang tidak berpasangan yang muncul sebagai akibat dari eksitasi atom (“pasangan” pasangan elektron), dan, akhirnya, dengan metode donor-akseptor. Namun, jumlah total ikatan kovalen yang dapat dibentuk oleh suatu atom terbatas. Hal ini ditentukan oleh jumlah total orbital valensi, yaitu orbital-orbital yang penggunaannya untuk pembentukan ikatan kovalen ternyata menguntungkan secara energetik. Perhitungan mekanika kuantum menunjukkan bahwa orbital serupa termasuk S- dan orbital p pada lapisan elektron terluar dan orbital d pada lapisan sebelumnya; dalam beberapa kasus, seperti yang kita lihat pada contoh atom klor dan belerang, orbital b pada lapisan terluar juga dapat digunakan sebagai orbital valensi.

Atom semua unsur periode kedua memiliki empat orbital pada lapisan elektron terluar karena tidak adanya orbital ^ pada lapisan sebelumnya. Akibatnya, orbital valensi atom-atom ini dapat menampung tidak lebih dari delapan elektron. Artinya kovalen maksimum unsur-unsur pada periode kedua adalah empat.

Atom unsur periode ketiga dan selanjutnya tidak hanya dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen S- Dan R-, tetapi juga orbital ^. Diketahui senyawa unsur ^ yang melibatkan pembentukan ikatan kovalen S- Dan R-orbital lapisan elektron terluar dan kelimanya

Kemampuan atom untuk ikut serta dalam pembentukan ikatan kovalen dalam jumlah terbatas disebut kejenuhan Ikatan kovalen.

• Ikatan kovalen yang terbentuk dengan cara donor-akseptor kadang-kadang disebut ikatan donor-akseptor. Namun yang dimaksud dengan istilah ini bukanlah jenis ikatan khusus, tetapi hanya metode tertentu pembentukan ikatan kovalen.

MENGGUNAKAN INFORMASI BARU

TEKNOLOGI DALAM PELAJARAN KIMIA

Waktu bergerak maju dengan cepat, dan jika sebelumnya sekolah perlu menciptakan landasan teori dan dukungan pendidikan dan metodologis, kini sekolah memiliki segala yang diperlukan untuk meningkatkan efisiensi kerjanya. Dan ini adalah manfaat besar dari proyek nasional “Pendidikan”. Tentu saja kami para guru mengalami kesulitan yang besar dalam menguasai teknologi modern. Ketidakmampuan kita untuk bekerja dengan komputer mempengaruhi kita, dan menguasainya membutuhkan banyak waktu. Namun tetap sangat menarik dan mengasyikkan! Apalagi hasilnya sudah jelas. Anak-anak tertarik dengan pembelajaran, berbagai kegiatan dilaksanakan dengan sangat cepat dan informatif.

Orang sering menganggap kimia itu berbahaya dan berbahaya. Kita sering mendengar: “Produk ramah lingkungan!”, “Saya dengar Anda diracuni dengan bahan kimia!”... Namun tidak demikian! Kami, para guru kimia, dihadapkan pada tugas untuk meyakinkan anak-anak sekolah bahwa kimia adalah ilmu yang kreatif, merupakan kekuatan produktif masyarakat, dan produknya digunakan di semua cabang industri, pertanian, dan tanpa kimiaisasi, pengembangan peradaban lebih lanjut tidak mungkin.

Meluasnya pengenalan bahan kimia, zat, metode dan teknik teknologi membutuhkan spesialis berpendidikan tinggi dengan dasar pengetahuan kimia yang kuat. Untuk tujuan ini, sekolah kami memiliki kelas kimia dan biologi khusus, yang menyediakan persiapan berkualitas tinggi bagi anak-anak sekolah untuk melanjutkan pendidikan kimia mereka. Agar siswa SMA dapat memilih profil khusus ini, pada kelas 9 diadakan mata kuliah pilihan “Kimia dalam Kehidupan Sehari-hari” yang bertujuan untuk membantu anak-anak mengenal profesi yang berhubungan langsung dengan mata pelajaran kimia dan biologi. . Sekalipun siswa tidak memilih jurusan kimia dan biologi di SMA, pengetahuan tentang zat-zat yang selalu ditemuinya dalam kehidupan sehari-hari akan berguna dalam kehidupan.

Pada mata kuliah pilihan, tempat pertama diberikan pada perkuliahan. Saat mempersiapkannya, saya menggunakan sumber informasi online. Banyak ilustrasi, diagram, koleksi video, materi laboratorium, slide ditampilkan di layar, dan berdasarkan itu saya menceritakan kisah saya. Teknologi penjelasan saya telah berubah secara signifikan. Anak-anak sangat tertarik, mereka mendengarkan cerita dengan penuh perhatian dan keinginan.

Kimia adalah ilmu eksperimental. Banyak waktu yang dialokasikan untuk kelas laboratorium. Namun kebetulan beberapa reagen tidak tersedia di laboratorium, dan laboratorium virtual datang untuk menyelamatkannya. Dengan menggunakan program khusus, siswa dapat melakukan percobaan virtual. Anak-anak mempelajari pengaruh deterjen sintetik pada berbagai jenis kain, kelarutan pupuk mineral dalam air, media larutan, dan komposisi kualitatif makanan (karbohidrat, protein, lemak). Dengan menggunakan komputer, mereka membuat buku harian eksperimental mereka sendiri, di mana mereka mencatat topik pekerjaan laboratorium, pengamatan mereka, dan kesimpulan tentang penggunaan yang benar dari zat-zat ini dalam kehidupan sehari-hari. Keunggulan laboratorium virtual adalah keamanan, tidak memerlukan peralatan laboratorium, dan biaya waktu yang minimal.

Di akhir kursus, siswa harus mengikuti tes tentang topik apa pun yang dipelajari. Mereka dihadapkan pada tugas memilih dalam bentuk apa untuk diringkas. Yang paling tradisional adalah tes dalam bentuk abstrak, pesan atau laporan. Untuk mempersiapkannya, anak-anak menggunakan bahan-bahan dari sumber internet. Tentu saja saya membantu mereka dalam hal ini: Saya menetapkan tugas dengan jelas, sekaligus merumuskan pertanyaan yang harus dijawab siswa, dan menunjukkan alamat situs dengan informasi tentang topik yang relevan.

Namun bentuk ini sudah agak ketinggalan jaman, dan beberapa orang mulai memilih kegiatan proyek. Mereka bekerja secara individu, kelompok, dan tim. Mencari informasi belum lengkap tanpa memanfaatkan kekuatan Internet. Sebelum melepaskannya ke dalam pencarian gratis, saya memberi mereka orientasi: teknik pencarian, kata kunci, frasa, nama mesin pencari yang mungkin berguna untuk digunakan, alamat situs Internet.

Anak juga memilih tes berupa permainan, tugas dan latihan yang mereka kembangkan sendiri. Ini bisa berupa spin test, “Pria dan Wanita Cerdas”, “Bagaimana Menjadi Jutawan?”, “Apa? Di mana? Kapan?”, berbagai teka-teki.

Saya juga mengatur presentasi produk yang dihasilkan dengan menggunakan teknologi jarak jauh. Dengan memposting hasil kegiatannya di Internet pada website sekolah atau kelas, siswa mempunyai kesempatan untuk mengevaluasi pekerjaannya tidak hanya dengan bantuan teman sekelasnya, tetapi juga dengan anak dan guru dari sekolah lain, mendiskusikan hasil tersebut, dan melihat pada mereka dengan mata yang berbeda.

Dari sudut pandang pedagogi media baru, kita hidup di masa yang sangat menarik. Pesatnya pengenalan teknologi modern memaksa kita untuk mendekati posisi lama dengan cara baru. Pelatihan pra-profesional di sekolah kami telah berlangsung selama empat tahun, dan setiap kali saya mereview jalannya pelajaran, karena... Perspektif baru mulai terbuka, hubungan yang bermanfaat muncul antara metode pengajaran tradisional dan tantangan baru dalam masyarakat, informasi dan pengetahuan. Memang benar, pendidikan media telah menjadi bagian dari pendidikan umum. Pada saat yang sama, anak-anak mengembangkan keterampilan komunikasi, minat terhadap teknologi baru, gairah, aktivitas individu, kreativitas, mereka secara aktif berkolaborasi dan bertukar pendapat.

Saya yakin pemanfaatan teknologi informasi dapat memberikan budaya pendidikan yang berkembang. Inilah keberhasilan dalam proses belajar mengajar. Gunakan teknologi informasi! Beralih dari bentuk olahraga lama yang kehilangan efektivitasnya ke bentuk olahraga yang lebih baru, lebih maju, dan modern!

Pemanfaatan teknologi informasi baru dalam proses pendidikan dapat diilustrasikan pada contoh salah satu pembelajaran kimia umum di kelas XI.

Mekanisme pembentukan dan sifat ikatan kovalen

Tujuan pelajaran. Ingat kembali dari mata pelajaran kelas 8 mekanisme pembentukan ikatan kovalen, pelajari mekanisme donor-akseptor dan sifat-sifat ikatan kovalen.

Peralatan. Tabel keelektronegatifan unsur kimia, kodogram ikatan st dan l, disk pendidikan “Kimia Umum” dari rangkaian program pendidikan Cyril dan Methodius dengan diagram dan model molekul, model molekul bola dan tongkat, kartu kerja dengan tugas dan tes, papan tulis interaktif, komputer, tugas untuk mengkonsolidasikan dan mengontrol pengetahuan dengan remote control.

Selama kelas

Perkuliahan dilaksanakan dengan menggunakan disk pendidikan “Kimia Umum”.

Pengulangan materi yang dibahas

Ingatkan siswa bagaimana ikatan terbentuk antara atom-atom nonlogam. Selesaikan tugas 1, 2 pada kartu kerja (lihat lampiran).

Mempelajari materi baru

Mekanisme pembentukan ikatan kovalen:

a) pertukaran (misalnya H 2, Cl 2, HC1);

b) donor-akseptor (menggunakan contoh NH 4 C1).

Segera, siswa menuliskan pekerjaan rumahnya di pinggir: Jelaskan pembentukan ion hidronium H 3 TENTANG + dari ion H + dan molekul air.

Jenis ikatan kovalen: polar dan nonpolar (sesuai dengan komposisi molekulnya).

Sifat-sifat ikatan kovalen.

Beragam(tunggal, satu setengah, ganda, tiga kali lipat).

Energi komunikasi- ini adalah jumlah energi yang dilepaskan selama pembentukan ikatan kimia atau dihabiskan untuk pemutusannya.

Panjang tautan adalah jarak antara inti atom dalam suatu molekul.

Energi dan panjang ikatan saling berhubungan. Tunjukkan dengan contoh bagaimana sifat-sifat ini saling berhubungan, bagaimana pengaruhnya terhadap kekuatan molekul (proyeksikan ke papan):

Saturasi adalah kemampuan atom untuk membentuk ikatan dalam jumlah tertentu dan terbatas. Tunjukkan dengan contoh ball-and-rod

molekul Cl 2, H 2 O, CH 4, HNO 3.

Arah. Perhatikan gambar tumpang tindih awan elektron selama pembentukan ikatan σ- dan π, proyeksikan ke papan (Gbr.).

Perbaiki tugas 6, 7 pada kartu kerja (lihat lampiran).

Istirahat kecil!

1. Mari kita mulai daftarnya secara berurutan,

Karena elemen pertama.

(Omong-omong, itu membentuk air -

Poin yang sangat penting).

Mari kita bayangkan molekulnya

Formula praktis H 2.

Mari tambahkan secara signifikan -

Tidak ada zat yang lebih ringan di dunia!

2. N 2 - molekul nitrogen.

Ia diketahui tidak berwarna

gas. Banyak ilmunya, tapi ayolah

Mari kita isi kembali stok mereka.

3. Dia ada dimana-mana dan dimana-mana:

Dan di batu, di udara, di air,

Dia ada di embun pagi,

Dan di langit biru.

(Oksigen.)

4. Pemetik jamur menemukan rawa kecil di hutan, di mana gelembung gas pecah di beberapa tempat. Gas menyala dari korek api, dan nyala api yang samar-samar mulai menyebar melalui rawa. Jenis gas apa ini? (Metana.)

Kelanjutan pelajaran.

Polarisasi- ini adalah kemampuan ikatan kovalen untuk mengubah polaritasnya di bawah pengaruh medan listrik eksternal (perhatikan berbagai konsep seperti polaritas ikatan dan polarisasi molekul).

Memperkuat materi yang dipelajari

Kontrol terhadap topik yang dipelajari dilakukan dengan menggunakan remote control.

Survei dilakukan selama 3 menit, 10 pertanyaan bernilai satu poin, waktu jawaban diberikan 30 detik, pertanyaan diproyeksikan ke papan interaktif. Jika Anda mencetak 9-10 poin - skor “5”, 7-8 poin – skor “4”, 5-6 poin – skor “3”.

Pertanyaan untuk konsolidasi

1. Ikatan yang terbentuk karena penggunaan pasangan elektron bersama disebut:

a) ionik; b) kovalen; c) logam.

2. Ikatan kovalen terbentuk antar atom:

a) logam; b) bukan logam; c) logam dan nonlogam.

3. Mekanisme terbentuknya ikatan kovalen akibat adanya pasangan elektron bebas suatu atom dan orbital bebas atom lain disebut:

a) donor-akseptor; b) lembam; c) katalitik.

4. Molekul manakah yang memiliki ikatan kovalen?

a) Zn; b) Cu O; c) NH3.

5. Multiplisitas ikatan dalam molekul nitrogen sama dengan:

a) tiga; b) dua; kerucut.

6. Panjang ikatan terpendek dalam suatu molekul:

a) H 2 S; b) SF 6; c) JADI 2; d) SOAtau

7. Ketika awan elektron tumpang tindih sepanjang sumbu yang menghubungkan inti atom yang berinteraksi, terbentuklah hal berikut:

a) ikatan σ; b) ikatan π; c) ikatan ρ.

8. Atom nitrogen memiliki kemungkinan jumlah elektron tidak berpasangan:

a) 1; b)2; di 3.

9. Kekuatan ikatan meningkat secara seri:

a) H 2 O - H 2 S; 6) NH 3 - PH 3; c) CS 2 - CO 2; d) N 2 – O 2

10. Orbital s hibrid mempunyai bentuk:

bola; b) delapan tidak beraturan; c) delapan reguler.

Hasilnya langsung ditampilkan di layar, kami membuat laporan setiap pertanyaan.

Analisis pekerjaan rumah (lihat lampiran - kartu kerja), § 6 dari buku teks oleh O.S. Gabrielyan, G.GLysov “Kimia. kelas 11" (M.: Bustard, 2006), catatan di buku catatan.

Aplikasi

Kartu kerja

1. Cocokkan nama zat dan jenis ikatannya.

1) Kalium klorida;

2) oksigen;

3) magnesium;

4) karbon tetraklorida.

a) Kovalen nonpolar;

b) ionik;

c) logam;

d) kovalen polar.

2. Di antara atom-atom unsur manakah ikatan kimianya bersifat ionik?

a) TIDAK; b) Si dan C1; c) Na dan O; d) P dan Br.

3. Panjang sambungan dinyatakan dalam:

a) nm; b)kg; c)j; d) m 3.

4. Dimana ikatan kimianya paling kuat: pada molekul Cl 2 atau O 2?

5. Molekul manakah yang memiliki ikatan hidrogen lebih kuat: H 2 O atau H 2 S?

6. Lanjutkan kalimat: “Ikatan yang dibentuk oleh tumpang tindih awan elektron sepanjang garis yang menghubungkan inti atom disebut........................ ..... ......",

7. Gambarlah diagram tumpang tindih orbital elektron selama pembentukan ikatan π.

8. Pekerjaan rumah. “Kimia umum dalam tes, soal, latihan” oleh O.S. Gabrielyan (M.: Drofa, 2003), pekerjaan 8A, opsi 1, 2.

Gagasan pembentukan ikatan kimia menggunakan sepasang elektron milik kedua atom penghubung diungkapkan pada tahun 1916 oleh ahli kimia fisik Amerika J. Lewis.

Ikatan kovalen ada antara atom dalam molekul dan kristal. Hal ini terjadi baik antara atom yang identik (misalnya, dalam molekul H2, Cl2, O2, dalam kristal berlian) dan antara atom yang berbeda (misalnya, dalam molekul H2O dan NH3, dalam kristal SiC). Hampir semua ikatan dalam molekul senyawa organik bersifat kovalen (C-C, C-H, C-N, dll).

Ada dua mekanisme pembentukan ikatan kovalen:

1) pertukaran;

2) donor-akseptor.

Mekanisme pertukaran pembentukan ikatan kovalenterletak pada kenyataan bahwa setiap atom penghubung menyediakan satu elektron tidak berpasangan untuk pembentukan pasangan elektron (ikatan) yang sama. Elektron atom yang berinteraksi harus memiliki spin yang berlawanan.

Mari kita perhatikan, misalnya, pembentukan ikatan kovalen dalam molekul hidrogen. Ketika atom hidrogen mendekat, awan elektronnya saling menembus, yang disebut awan elektron yang tumpang tindih (Gbr. 3.2), kerapatan elektron antar inti meningkat. Inti atom saling tarik menarik. Akibatnya energi sistem berkurang. Ketika atom-atom saling berdekatan, gaya tolak menolak inti atom meningkat. Oleh karena itu, terdapat jarak optimal antar inti (panjang ikatan l), dimana sistem mempunyai energi minimum. Dalam keadaan ini, energi dilepaskan, yang disebut energi pengikat E St.

Beras. 3.2. Diagram awan elektron tumpang tindih selama pembentukan molekul hidrogen

Secara skematis, pembentukan molekul hidrogen dari atom dapat direpresentasikan sebagai berikut (titik berarti elektron, garis berarti sepasang elektron):

N + N→N: N atau N + N→N - N.

Secara umum molekul AB zat lain:

A + B = A: B.

Mekanisme donor-akseptor pembentukan ikatan kovalenterletak pada kenyataan bahwa satu partikel - donor - mewakili pasangan elektron untuk membentuk ikatan, dan partikel kedua - akseptor - mewakili orbital bebas:

SEBUAH: + B = SEBUAH: B.

akseptor donor

Mari kita perhatikan mekanisme pembentukan ikatan kimia pada molekul amonia dan ion amonium.

1. Pendidikan

Atom nitrogen memiliki dua elektron berpasangan dan tiga elektron tidak berpasangan pada tingkat energi terluar:

Atom hidrogen pada sublevel s memiliki satu elektron tidak berpasangan.

Dalam molekul amonia, elektron 2p atom nitrogen yang tidak berpasangan membentuk tiga pasangan elektron dengan elektron dari 3 atom hidrogen:

Dalam molekul NH 3, 3 ikatan kovalen terbentuk melalui mekanisme pertukaran.

2. Pembentukan ion kompleks – ion amonium.

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

Atom nitrogen tetap memiliki pasangan elektron bebas, yaitu dua elektron dengan spin antiparalel dalam satu orbital atom. Orbital atom ion hidrogen tidak mengandung elektron (orbital kosong). Ketika molekul amonia dan ion hidrogen saling mendekat, terjadi interaksi antara pasangan elektron bebas atom nitrogen dan orbital kosong ion hidrogen. Pasangan elektron bebas menjadi umum pada atom nitrogen dan hidrogen, dan ikatan kimia terjadi sesuai dengan mekanisme donor-akseptor. Atom nitrogen dari molekul amonia adalah donor, dan ion hidrogen adalah akseptor:

Perlu diperhatikan bahwa pada ion NH4+ keempat ikatannya setara dan tidak dapat dibedakan; oleh karena itu, pada ion, muatannya terdelokalisasi (tersebar) ke seluruh kompleks.

Contoh yang diberikan menunjukkan bahwa kemampuan atom untuk membentuk ikatan kovalen ditentukan tidak hanya oleh satu elektron, tetapi juga oleh awan 2 elektron atau adanya orbital bebas.

Menurut mekanisme donor-akseptor, ikatan terbentuk pada senyawa kompleks: - ; 2+ ; 2- dll.

Ikatan kovalen mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

- saturasi;

- arah;

- polaritas dan polarisasi.