Zakaj se lahko atomi med seboj povezujejo in tvorijo molekule? Kaj je razlog za morebitni obstoj snovi, ki vsebujejo atome popolnoma različnih kemični elementi? to globalna vprašanja, ki vpliva na temeljne koncepte sodobne fizikalne in kemijske znanosti. Nanje lahko odgovorite, če imate kakšno idejo elektronska struktura atomov ter poznavanje značilnosti kovalentne vezi, ki je osnovna osnova za večino razredov povezav. Namen našega članka je seznaniti se z mehanizmi nastanka različnih vrst kemična vez in spojine, ki jih vsebujejo v svojih molekulah.

Elektronska zgradba atoma

Električno nevtralni delci snovi, ki njeni strukturni elementi imajo zrcalno odbojno strukturo solarni sistem. Tako kot planeti krožijo okoli osrednje zvezde – Sonca, se tudi elektroni v atomu gibljejo okoli pozitivno nabitega jedra. Za karakterizacijo kovalentne vezi bodo pomembni elektroni, ki se nahajajo na zadnji energijski ravni in najbolj oddaljeni od jedra. Ker je njihova povezava s središčem lastnega atoma minimalna, jih zlahka pritegnejo jedra drugih atomov. To je zelo pomembno za pojav medatomskih interakcij, ki vodijo do nastanka molekul. Zakaj točno molekularna oblika je glavna vrsta obstoja snovi na našem planetu? Ugotovimo.

Osnovna lastnost atomov

Sposobnost električno nevtralnih delcev za medsebojno delovanje, kar vodi do povečanja energije, je njihova najpomembnejša lastnost. Konec koncev, v normalnih pogojih molekularno stanje snovi so stabilnejše od atomskih. Osnovna načela sodobne atomsko-molekularne znanosti pojasnjujejo tako principe nastajanja molekul kot značilnosti kovalentnih vezi. Spomnimo se, da ima lahko atom od 1 do 8 elektronov, v zadnji primer plast bo popolna in zato zelo stabilna. Takšna struktura zunanji nivo imajo atomi žlahtnih plinov: argon, kripton, ksenon - inertni elementi, ki zaključijo vsako obdobje v sistemu D.I. Izjema bi bil helij, ki ima zadnja stopnja ni 8, ampak samo 2 elektrona. Razlog je preprost: v prvi periodi sta le dva elementa, katerih atoma imata en sam plast elektronov. Vsi ostali kemični elementi imajo na zadnji, nepopolni plasti od 1 do 7 elektronov. V procesu medsebojne interakcije bodo atomi težili k temu, da se napolnijo z elektroni do okteta in obnovijo konfiguracijo atoma inertnega elementa. To stanje je mogoče doseči na dva načina: z izgubo lastnih ali sprejemanjem tujih negativno nabitih delcev. Te oblike interakcij pojasnjujejo, kako določiti, katera vez - ionska ali kovalentna - bo nastala med atomi, ki vstopijo v reakcijo.

Mehanizmi oblikovanja stabilne elektronske konfiguracije

Predstavljajmo si, da v reakcijo spojine vstopita dve preprosti snovi: kovinski natrij in plinast klor. Nastane snov iz razreda soli - natrijev klorid. Ima ionsko vrsto kemične vezi. Zakaj in kako je nastal? Poglejmo še enkrat strukturo atomov začetni materiali. Natrij ima v zadnji plasti le en elektron, ki je šibko vezan na jedro zaradi velik radij atom. Ionizacijska energija vseh alkalijskih kovin, vključno z natrijem, je nizka. Zato elektron zunanje ravni zapusti energijsko raven, pritegne ga jedro atoma klora in ostane v svojem prostoru. To predstavlja precedens, da atom Cl postane negativno nabit ion. Zdaj nimamo več opravka z električno nevtralnimi delci, temveč z nabitimi natrijevimi kationi in klorovimi anioni. V skladu z zakoni fizike med njima nastanejo elektrostatične privlačne sile in spojina tvori ionsko kristalno mrežo. Mehanizem nastanka ionske vrste kemične vezi, ki smo ga obravnavali, bo pomagal jasneje razjasniti posebnosti in glavne značilnosti kovalentne vezi.

Skupni elektronski pari

če ionska vez nastane med atomi elementov, ki se močno razlikujejo po elektronegativnosti, torej med kovinami in nekovinami, potem kovalentni tip se pojavi med interakcijo atomov tako istih kot različnih nekovinskih elementov. V prvem primeru je običajno govoriti o nepolarni, v drugem pa o polarni obliki kovalentne vezi. Mehanizem njihovega nastanka je skupen: vsak od atomov delno prispeva običajna uporaba elektroni, ki se združujejo v pare. Toda prostorska razporeditev elektronskih parov glede na atomska jedra bo drugačna. Na podlagi tega se razlikujejo vrste kovalentnih vezi - nepolarne in polarne. Najpogosteje v kemične spojine, sestavljen iz atomov nekovinskih elementov, obstajajo pari, sestavljeni iz elektronov z nasprotnimi vrtljaji, tj. ki se vrtijo okoli svojih jeder v nasprotnih straneh. Ker gibanje negativno nabitih delcev v prostoru vodi do nastanka elektronskih oblakov, ki se končno končajo z njihovim medsebojnim prekrivanjem. Kakšne so posledice tega procesa za atome in do česa vodi?

Fizikalne lastnosti kovalentne vezi

Izkazalo se je, da se med središči dveh medsebojno delujočih atomov pojavi dvoelektronski oblak, ki ima večjo gostoto. Povečajo se elektrostatične privlačne sile med samim negativno nabitim oblakom in jedri atomov. Del energije se sprosti in razdalje med atomskimi centri se zmanjšajo. Na primer, na začetku tvorbe molekule H 2 je razdalja med jedri vodikovih atomov 1,06 A, po prekrivanju oblakov in nastanku skupnega elektronskega para - 0,74 A. Primeri kovalentnih vezi, tvorjenih po zgoraj opisani mehanizem lahko najdemo tako med enostavnimi kot tudi med kompleksnimi ne organska snov. Njen glavni značilnost- prisotnost skupnih elektronskih parov. Kot rezultat, po nastanku kovalentne vezi med atomi, na primer vodikom, vsak od njih pridobi elektronska konfiguracija inertni helij in nastala molekula ima stabilno strukturo.

Prostorska oblika molekule

Druga zelo pomembna fizikalna lastnost kovalentne vezi je usmerjenost. Odvisno je od prostorske konfiguracije molekule snovi. Na primer, ko se dva elektrona prekrivata s sferično obliko oblaka, je videz molekule linearen (vodikov klorid ali vodikov bromid). Oblika molekul vode, v kateri se hibridizirajo s- in p-oblaki, je oglata, delci pa zelo močni dušikov plin imajo obliko piramide.

Struktura enostavnih snovi - nekovin

Ko smo ugotovili, kakšna vez se imenuje kovalentna, kakšne značilnosti ima, je zdaj čas, da razumemo njene sorte. Če atomi iste nekovine - klor, dušik, kisik, brom itd. - medsebojno delujejo, potem ustrezni preproste snovi. Njihovi skupni elektronski pari se nahajajo na enaki razdalji od središč atomov, ne da bi se premikali. Spojine z nepolarno vrsto kovalentne vezi imajo naslednje značilnosti: nizke temperature vrenje in taljenje, netopnost v vodi, dielektrične lastnosti. Nato bomo ugotovili, za katere snovi je značilna kovalentna vez, v kateri pride do premika skupnih elektronskih parov.

Elektronegativnost in njen vpliv na vrsto kemijske vezi

Lastnost določenega elementa, da k sebi pritegne elektrone iz atoma drugega elementa, se v kemiji imenuje elektronegativnost. Lestvica vrednosti za ta parameter, ki jo je predlagal L. Pauling, je na voljo v vseh učbenikih anorganske in splošne kemije. Največjo vrednost ima fluor - 4,1 eV, druge aktivne nekovine pa manjšo vrednost in najnižja stopnja značilnost alkalijskih kovin. Če elementi, ki se razlikujejo po svoji elektronegativnosti, reagirajo med seboj, potem neizogibno eden, bolj aktiven, pritegne negativno nabite delce atoma bolj pasivnega elementa v svoje jedro. torej fizične lastnosti Kovalentne vezi so neposredno odvisne od sposobnosti elementov, da oddajo elektrone za skupno uporabo. Skupni pari, ki nastanejo v tem primeru, niso več nameščeni simetrično glede na jedra, ampak so premaknjeni proti bolj aktivnemu elementu.

Značilnosti povezav s polarno sklopko

Snovi, v katerih molekulah so skupni elektronski pari asimetrični glede na jedra atomov, vključujejo vodikove halogenide, kisline, spojine halkogenov z vodikom in kislinski oksidi. To so sulfatne in nitratne kisline, žveplovi in ​​fosforjevi oksidi, vodikov sulfid itd. Na primer, molekula vodikovega klorida vsebuje eno skupno elektronski par, ki ga tvorijo nesparjeni elektroni vodika in klora. Pomaknjen je bližje središču atoma Cl, ki je bolj elektronegativen element. Vse snovi z polarna vez v vodnih raztopinah disociirajo na ione in izvajajo elektrika. Povezave, ki smo jih dali, imajo tudi več visoke temperature taljenje in vrenje v primerjavi s preprostimi nekovinskimi snovmi.

Metode za prekinitev kemičnih vezi

IN organska kemija nasičenih ogljikovodikov s halogeni potekajo po radikalskem mehanizmu. Mešanica metana in klora reagira na svetlobi in pri običajnih temperaturah tako, da se molekule klora začnejo cepiti v delce, ki nosijo nesparjene elektrone. Z drugimi besedami, opazimo uničenje skupnega elektronskega para in nastanek zelo aktivnih radikalov -Cl. Na molekule metana lahko vplivajo tako, da prekinejo kovalentno vez med atomi ogljika in vodika. Nastane aktivna vrsta -H in prosta valenca ogljikovega atoma sprejme klorov radikal, prvi produkt reakcije pa je klorometan. Ta mehanizem molekularne razgradnje imenujemo homolitični. Če se skupni par elektronov popolnoma prenese na enega od atomov, potem govorimo o heterolitskem mehanizmu, značilnem za reakcije, ki potekajo v vodnih raztopinah. V tem primeru bodo polarne molekule vode povečale hitrost uničenja kemičnih vezi topne spojine.

Dvojne in trojne vezi

Velika večina organskih snovi in ​​nekaj anorganske spojine v svojih molekulah ne vsebujejo enega, ampak več skupnih elektronskih parov. Večkratnost kovalentnih vezi zmanjša razdaljo med atomi in poveča stabilnost spojin. Običajno jih imenujemo kemično odporne. Na primer, molekula dušika ima tri pare elektronov, ki so v strukturni formuli označeni s tremi črticami in določajo njeno moč. Enostavna snov dušik je kemično inertna in lahko z drugimi spojinami, kot so vodik, kisik ali kovine, reagira le pri segrevanju oz. visok krvni pritisk in tudi v prisotnosti katalizatorjev.

Dvojne in trojne vezi so neločljivo povezane s temi razredi organske spojine, kot so nenasičeni dienski ogljikovodiki, kot tudi snovi iz serije etilena ali acetilena. Več povezav določa glavno Kemijske lastnosti: reakcije adicije in polimerizacije, ki se pojavljajo na mestih njihovega zloma.

V našem članku smo dali splošen opis kovalentnih vezi in preučili njegove glavne vrste.

Elektronegativnost je sposobnost atomov, da premaknejo elektrone v svojo smer, ko tvorijo kemično vez. Ta koncept je uvedel ameriški kemik L. Pauling (1932). Elektronegativnost označuje sposobnost atoma tega elementa pritegnejo skupni elektronski par v molekuli. Določene vrednosti elektronegativnosti različne poti, se med seboj razlikujejo. IN vzgojna praksa največkrat uporabljajo ne absolutne, ampak relativne vrednosti elektronegativnost. Najpogostejša je lestvica, v kateri se elektronegativnost vseh elementov primerja z elektronegativnostjo litija, vzetega kot enega.

Med elementi skupin IA - VIIA:

elektronegativnost z naraščanjem serijska številka, praviloma narašča v obdobjih (»od leve proti desni«), v skupinah pa se zmanjšuje (»od zgoraj navzdol«).

Elementi z visoko elektronegativnostjo, katerih atomi imajo visoko afiniteto do elektronov in visoka energija ionizacija, tj. nagnjeni k dodatku elektrona ali premaknitvi para veznih elektronov v njegovi smeri, imenujemo nekovine.

Kovine vključujejo večino elementov periodnega sistema.

Za kovine je značilna nizka elektronegativnost, to je nizka energija ionizacije in afiniteta do elektronov. Kovinski atomi bodisi darujejo elektrone nekovinskim atomom ali mešajo pare veznih elektronov iz samih sebe. Kovine imajo značilen lesk, visoko električna prevodnost in dobro toplotno prevodnost. Večinoma so trpežni in voljni.

Kovine vključujejo vse elemente d in f. Če iz periodnega sistema v mislih izberete le bloke s- in p-elementov, tj. elemente skupine A, in narišete diagonalo z leve. zgornji kot v desni spodnji kot, se izkaže, da nekovinski elementi se nahajajo na desni strani te diagonale, kovinske pa na levi. Ob diagonali so elementi, ki jih ni mogoče nedvoumno uvrstiti med kovine ali nekovine. Ti vmesni elementi vključujejo: bor, silicij, germanij, arzen, antimon, selen, polonij in astat.

Igrali so se pojmi kovalentne in ionske vezi pomembno vlogo v razvoju idej o strukturi materije, ampak ustvarjanje novih fizikalnih in kemijskih raziskovalnih metod fino strukturo snovi in ​​njihova uporaba so pokazale, da je pojav kemijske vezi veliko bolj kompleksen. Trenutno se verjame, da je vsaka heteroatomska vez tako kovalentna kot ionska, vendar v različnih razmerjih. Tako je uveden koncept kovalentne in ionske komponente heteroatomske vezi. Večja kot je razlika v elektronegativnosti veznih atomov, večja je polarnost vezi. Ko je razlika več kot dve enoti, skoraj vedno prevladuje ionska komponenta. Primerjajmo dva oksida: natrijev oksid Na 2 O in klorov oksid (VII) Cl 2 O 7. V natrijevem oksidu je delni naboj na atomu kisika -0,81, v klorovem oksidu pa -0,02. To dejansko pomeni, da je vez Na-O 81 % ionska in 19 % kovalentna. Ionska komponenta vezi Cl-O je le 2 %.

Seznam uporabljene literature

1. Popkov V.A., Puzakov S. A. splošna kemija: učbenik. - M .: GEOTAR-Media, 2010. - 976 str .: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Z. 35-37]
2. Volkov, A.I., Zharsky, I.M. Velika kemijska referenčna knjiga / A.I. Volkov, I.M. Zharsky. - Mn.: Sodobna šola, 2005. - 608 z ISBN 985-6751-04-7.

POVEZAVA

KOMUNIKACIJA, -in, o komunikaciji, v zvezi in v zvezi, ž.

1. (zapadlo). Razmerje medsebojne odvisnosti, pogojenosti, skupnosti med nečim. C. teorija in praksa. Vzročni p.

2. (zapadlo). Tesna komunikacija med nekom ali nečim. Prijazna vas Okrepiti mednarodne odnose.

3. (v zvezi in v zvezi). Ljubezensko razmerje, sobivanje. Ljubovnaja s. Biti v stiku z nekom.

4. pl. h. Tesno poznanstvo z nekom, zagotavljanje podpore, pokroviteljstva, koristi. Imeti povezave v vplivnih krogih. Odlične povezave.

5. (zapadlo). Komunikacija z nekom, pa tudi sredstva, ki omogočajo komunikacijo, komunikacijo. Kosmicheskaya vas Živi s.(preko kontaktov). Zračna vas Medkrajevni telefon s.

6. (zapadlo). Industrija Narodno gospodarstvo, ki se nanašajo na komunikacijska sredstva (pošta, telegraf, telefon, radio), pa tudi na celoto teh sredstev, skoncentriranih v ustreznih institucijah. Komunikacijski servis. Komunikacijski delavci.

7. (v zvezi), navadno mn. h) Del gradbene konstrukcije, ki povezuje njene glavne elemente (posebno).

Zaradi kako, predlog s TV. n. zaradi česa, zaradi česa, ki je s čim pogojen. Pozno zaradi zdrsa.

Zaradi, sindikata iz razloga, ker na podlagi dejstva, da. Vprašal sem, ker so bile potrebne natančne informacije.

POVEZAVA Kaj je to POVEZAVA, pomen besede POVEZAVA, sinonimi za POVEZAVA, izvor (etimologija) POVEZAVA, POVEZAVA naglas, besedne oblike v drugih slovarjih

+ POVEZAVA- T.F. Efremova Nov slovar Ruski jezik. Razlagalno in besedotvorno

KOMUNIKACIJA je

povezava

in.

A) Medsebojni odnos med smb., sth.

b) Skupnost, medsebojno razumevanje, notranja enotnost.

a) Komunikacija z nekom.

b) Ljubezenska razmerja, sobivanje.

3) Odnosi med nekom, ki ustvarjajo medsebojno odvisnost, pogojenost.

4) Doslednost, skladnost, harmonija (v mislih, predstavitvi itd.).

5) Sposobnost komuniciranja z nekom ali nečim. na daljavo.

6) Sredstva za komunikacijo na daljavo.

7) Niz institucij, ki zagotavljajo komunikacijska sredstva na daljavo (telegraf, pošta, telefon, radio).

a) Povezava, pritrditev česa.

b) sklopka, medsebojna privlačnost(molekule, atomi, elektroni itd.).

+ POVEZAVA- Moderno Slovar izd. "Veliko Sovjetska enciklopedija»

KOMUNIKACIJA je

POVEZAVA

1) prenos in sprejem informacij z uporabo različnih tehničnih sredstev. Glede na naravo uporabljenih komunikacijskih sredstev se deli na poštne (glej Pošta) in električne (glej Telekomunikacije 2) Veja nacionalnega gospodarstva, ki zagotavlja prenos in sprejem pošte, telefona, telegrafa, radia in druga sporočila. Leta 1986 je bilo v ZSSR 92 tisoč komunikacijskih podjetij; Poslanih je bilo 8,5 milijarde pisem, 50,3 milijarde časopisov in revij, 248 milijonov paketov, 449 milijonov telegramov; število telefonskih aparatov v splošnem telefonskem omrežju je znašalo 33,0 milijona. 60. leta v ZSSR se uvaja enotna avtomatizirana komunikacijska mreža (EASC) 3) Vojaške zveze zagotavljajo zveze --- v filozofiji - medsebojna odvisnost obstoja v prostoru in času. Povezave razvrščamo glede na predmete spoznavanja, glede na oblike determinizma (enoznačne, verjetnostne in korelacijske), glede na njihovo moč (toge in korpuskularne), glede na naravo rezultata, ki ga povezava daje (generacijska povezava, povezava transformacije), po smeri delovanja (neposredna in obratna), po vrsti procesov, ki to povezavo definirajo (delovna povezava, razvojna povezava, nadzorna povezava), po vsebini, ki je predmet povezave (povezava, ki zagotavlja prenos snovi, energije ali informacij).

+ POVEZAVA- Majhen akademski slovar ruski jezik

KOMUNIKACIJA je

povezava

IN, stavek o komunikaciji, v zvezi in v povezavi, in.

Medsebojno razmerje med nekom ali nečim.

Povezava med industrijo in kmetijstvo. Povezava znanosti in proizvodnje. Trgovske povezave. Gospodarske povezave med regijami. Družinske vezi.

Medsebojna odvisnost, pogojenost.

Vzročnost.

Povedati hočemo samo to, da so vse vede med seboj tesno povezane in da trajne pridobitve ene vede ne smejo ostati brezplodne za druge.Černiševski, Slovnični zapiski. V. Klassovski.

Povezava med delom Petrov-Vodkina in tradicijo staro ruskega slikarstva je očitna.

L. Mochalov, Edinstvenost talenta.

Skladnost, skladnost, doslednost (v povezovanju misli, v predstavitvi, v govoru).

Misli so se mešale v njegovi glavi in ​​besede niso imele nobene zveze. Puškin, Dubrovsky.

V mojih mislih ni dovolj konsistentnosti in ko jih prelijem na papir, se mi vedno zdi, da sem izgubil občutek za njihovo organsko povezanost.Čehov, dolgočasna zgodba.

Bližina z nekom, notranja enotnost.

Med njima je rasla tista nevidna vez, ki ni bila izražena z besedami, ampak le občutena. Mamin-Sibiryak, Privalovski milijoni.

Ko pisatelj globoko začuti svojo krvno povezanost z ljudmi, mu to daje lepoto in moč. M. Gorky, Pismo D. N. Mamin-Sibiryaku, 18. oktober. 1912.

Komunikacija (prijateljska ali poslovna), odnosi z nekom ali nečim.

Ohraniti stik s kom. Vzpostavite povezave v literarnem svetu.

(Ivan Ivanovič in Ivan Nikiforovič) sta prekinila vse vezi, medtem ko sta bila prej znana kot najbolj nerazdružljiva prijatelja! Gogol, Zgodba o tem, kako se je Ivan Ivanovič prepiral z Ivanom Nikiforovičem.

Povezave Drozdova so bile vzpostavljene z enim od revolucionarne organizacije, so bile aretirane. M. Gorky, Zgodba o junaku.

Ljubezensko razmerje; sobivanje.

(Matvey) je stopil v razmerje z meščansko žensko in imel z njo otroka.Čehov, Umor.

(Sophia:) Kakšno pravico imaš, da govoriš o moji nezvestobi?.. Imel si na desetine zvez. M. Gorki, Zadnji.

|| pl. h.(zveze, -ej).

Tesno poznanstvo z vplivnimi osebami, ki lahko nudijo podporo in pokroviteljstvo.

Dobri B. se je odločil poiskati dom za svojega očima. Imel je že velike zveze in je takoj začel spraševati in priporočati svojega ubogega tovariša. Dostojevski, Netočka Nezvanova.

Zahvaljujoč zvezam mojega pokojnega očeta inženirja sem bil vpisan v šolo Mihajlovski. Pertsov, Iz avtobiografije.

Komunikacija, komunikacija z nekom ali nečim. uporabo različnih sredstev.

V kabini je lahko poveljnik z govorno cevjo komuniciral z mostom in po telefonu s katerim koli oddelkom ladje. Novikov-Priboj, stotnik 1. ranga.

Morozka je bil med konjenico, dodeljeno za komunikacijo z vodo med bitko. Fadeev, Poraz.

Zdaj je ostal le še en način komunikacije - skozi Volgo. Simonov, Dnevi in ​​noči.

|| Tisti.

Prenos in sprejem informacij s posebnimi sredstvi.

5. običajno z definicijo.

Sredstva, s katerimi se izvaja komunikacija in prenos informacij.

Radiotelefonska komunikacija. Telegrafska komunikacija. Dispečerske komunikacije.

Signalisti ponoči artilerijski polk uspelo vzpostaviti telefonsko zvezo s tankom. V. Koževnikov, Sedem dni.

Niz institucij, ki služijo tehnična sredstva komunikacija na daljavo (telegraf, pošta, telefon, radio).

Komunikacijski delavci.

|| Vojaški

Storitev, ki zagotavlja komunikacijo med vojaškimi enotami (z uporabo telefona, radia, glasnikov itd.).

Arkhip Khromkov je postal vodja obveščevalne službe in komunikacij. Markov, Strogovs.

Iz štaba vojske je prišel častnik za zvezo z nujnim paketom. Popovkin, družina Rubanyuk.

Povezava, pritrditev česa.

Lepljenje kamna in opeke z glino.

V katedrali Trojice uvaja železo v zidove stavbe za povezavo vogalov. Pilyavsky, Dela V.P. Stasova v Leningradu.

Kohezija, medsebojna privlačnost (molekul, atomov, elektronov itd.).

Povezava elektronov z jedrom.

Naprava, ki veže ali pritrjuje dele nečesa. zgradbe ali strukture; objemka.

Bila je ogromna okrasna delavnica - kupola, na vrhu prepletena z železnimi špirovci in oporniki. A. N. Tolstoj, Egor Abozov, logika, koherenca, kontinuiteta, zgibljivost, zaporedje, harmonija, interakcija, povezanost, artikulacija, veriženje, kohezija, komunikacija, komunikacijska sredstva, občevanje, komunikacija, stik, asociacija, relacija, odnos, odvisnost, vezava, vezi, romanca, vezni člen, zveza, vzročna zveza, odnosi z javnostmi, tomba, intimni odnosi, spletke, razmerje, dupleks, popkovina, seks, navezovanje, vera, sobivanje, parataksis, vezna nit, kontinuiteta, adhezija, medsebojna povezanost, korelacija, pogojenost, povezava, sorodstvo, kit, vez, kupidi, afera, sinapsa, kontekst, ljubezen, nit, pošta, sporočilo, kvadrupleks. Mravlja. razdrobljenost

Glavna funkcija telekomunikacijskih omrežij (TCN) je zagotoviti izmenjavo informacij med vsemi naročniškimi sistemi računalniškega omrežja. Izmenjava se izvaja preko komunikacijskih kanalov, ki predstavljajo enega glavnih sestavnih delov telekomunikacijskih omrežij.

Komunikacijski kanal se imenuje niz fizično okolje(komunikacijske linije) in oprema za prenos podatkov (DTE), ki prenaša informacijske signale od enega omrežnega preklopnega vozlišča do drugega ali med vozlišči preklapljanje in naročniškega sistema.

torej, komunikacijski kanal in fizična linija povezave niso isto. Na splošno je več logičnih kanalov mogoče organizirati na podlagi ene komunikacijske linije s pomočjo časovnih, frekvenčnih, faznih in drugih vrst ločevanja.

IN računalniška omrežja so uporabljeni telefon, telegraf, televizija, satelitska komunikacijska omrežja. Kot komunikacijske linije se uporabljajo žični (zračni), kabelski, radijski kanali prizemnih in satelitskih komunikacij. Razliko med njima določa medij za prenos podatkov. Fizični prenosni medij je lahko kabel oz zemeljsko ozračje oz prostora skozi katere se širijo elektromagnetni valovi.

Računalniška omrežja uporabljajo telefonska, telegrafska, televizijska in satelitska komunikacijska omrežja. Kot komunikacijske linije se uporabljajo žični (zračni), kabelski, radijski kanali prizemnih in satelitskih komunikacij. Razliko med njima določa medij za prenos podatkov. Fizični medij prenosa podatkov je lahko kabel, pa tudi zemeljska atmosfera ali vesolje, po katerem se širijo elektromagnetni valovi.

Žične (nadzemne) komunikacijske linije- to so žice brez izolacijskih ali zaščitnih pletenic, položene med drogove in viseče v zraku. Tradicionalno se uporabljajo za prenos telefonskih in telegrafskih signalov, če pa ni drugih možnosti, se uporabljajo za prenos računalniških podatkov. Za žične komunikacijske linije je značilna nizka pasovna širina in nizka odpornost na hrup, zato jih hitro nadomeščajo kabelske linije.

Kabelske linije vključujejo kabel, sestavljen iz vodnikov z več plastmi izolacije - električne, elektromagnetne, mehanske, in priključkov za priključitev različne opreme nanj. Kabelska omrežja uporabljajo predvsem tri vrste kablov: kabel na osnovi sukanih paric bakrene žice(to je sukani par v oklopljeni izvedbi, ko je par bakrenih žic ovit v izolacijski oklop, in neoklopljen, ko ni izolacijskega ovoja), koaksialni kabel(sestavljen je iz notranjega bakrenega jedra in pletenice, ki je od jedra ločen s plastjo izolacije) in kabla iz optičnih vlaken (sestavljen je iz tankih - 5-60 mikronskih vlaken, po katerih potujejo svetlobni signali).

Med kabelske linije komunikacije Najboljšo zmogljivost imajo svetlobni vodniki. Njihove glavne prednosti: visoka prepustnost (do 10 Gbit/s in več), zaradi uporabe elektromagnetni valovi optični obseg; neobčutljivost na zunanje elektromagnetna polja in odsotnost lastnega elektromagnetnega sevanja, nizka delovna intenzivnost polaganja optičnega kabla; varnost pred iskrami, eksplozijo in požarom; povečana odpornost na agresivna okolja; majhna specifična težnost(razmerje med linearno maso in pasovno širino); široka področja uporabe (ustvarjanje javnih dostopnih avtocest, komunikacijskih sistemov med računalniki in perifernimi napravami lokalnih omrežij, v mikroprocesorski tehniki itd.).

Slabosti optičnih komunikacijskih linij: priključitev dodatnih računalnikov na svetlobni vodnik bistveno oslabi signal; za svetlobne vodnike so potrebni še vedno dragi svetlobni vodniki, ki morajo biti opremljeni s pretvorniki električnih signalov v svetlobne in obratno.

Prizemni in satelitski radijski kanali nastanejo s pomočjo oddajnika in sprejemnika radijskih valov. Različne vrste radijskih kanalov se razlikujejo po uporabljenem frekvenčnem območju in obsegu prenosa informacij. Radijski kanali, ki delujejo v kratkem, srednjem in dolgi valovi(HF, NE, DV), zagotavljajo komunikacijo na dolge razdalje, vendar z nizko hitrostjo prenosa podatkov. To so radijski kanali, ki uporabljajo amplitudno modulacijo signalov. Kanali, ki delujejo na pasovih ultrakratki valovi(VHF), so hitrejši, zanje je značilna frekvenčna modulacija signalov. Ultrahitri kanali so tisti, ki delujejo v ultravisokofrekvenčnih (mikrovalovnih) območjih, tj. nad 4 GHz. V mikrovalovnem območju se signali ne odbijajo od zemeljske ionosfere, zato stabilna komunikacija zahteva neposredno vidljivost med oddajnikom in sprejemnikom. Zaradi tega se mikrovalovni signali uporabljajo bodisi v satelitskih kanalih bodisi v radijskih relejih, kjer je ta pogoj izpolnjen.

Značilnosti komunikacijskih vodov. Glavne značilnosti komunikacijskih linij vključujejo naslednje: amplitudno-frekvenčni odziv, pasovno širino, slabljenje, prepustnost, odpornost proti hrupu, presluh na bližnjem koncu linije, zanesljivost prenosa podatkov, strošek na enoto.

Karakteristike komunikacijskega voda se pogosto ugotavljajo z analizo njegovih odzivov na določene referenčne vplive, ki so sinusna nihanja različnih frekvenc, saj jih v tehniki pogosto srečujemo in jih je mogoče uporabiti za predstavitev katerekoli funkcije časa. Stopnja popačenja sinusoidnih signalov komunikacijske linije se oceni z uporabo amplitudno-frekvenčnega odziva, pasovne širine in slabljenja pri določeni frekvenci.

Amplitudno-frekvenčni odziv(Frekvenčni odziv) daje najbolj popolno sliko komunikacijske linije; prikazuje, kako se amplituda sinusoide na izhodu linije zmanjšuje v primerjavi z amplitudo na njenem vhodu za vse možne frekvence oddanega signala (namesto amplitude signal, njegova moč se pogosto uporablja). Posledično vam frekvenčni odziv omogoča določitev oblike izhodnega signala za kateri koli vhodni signal. Vendar pa je zelo težko dobiti frekvenčni odziv prave komunikacijske linije, zato se v praksi namesto tega uporabljajo druge, poenostavljene karakteristike - pasovna širina in slabljenje.

Komunikacijska pasovna širina predstavlja zvezen razpon frekvenc, v katerem razmerje med amplitudo izhodnega in vhodnega signala presega vnaprej določeno mejo (običajno 0,5). Zato pasovna širina določa razpon frekvenc sinusnega signala, pri katerem se ta signal prenaša po komunikacijski liniji brez znatnega popačenja. Pasovna širina, v v največji meri vpliva na maksimum možna hitrost prenos informacij po komunikacijski liniji je razlika med najvišjo in najnižjo frekvenco sinusnega signala v dani pasovni širini. Pasovna širina je odvisna od vrste linije in njene dolžine.

Treba je razlikovati med pasovna širina in širino spektra oddanih informacijskih signalov. Širina spektra oddanih signalov je razlika med največjimi in najmanjšimi pomembnimi harmoniki signala, tj. tiste harmonike, ki dajejo glavni prispevek k nastalemu signalu. Če pomembni harmoniki signala padejo znotraj prepustnega pasu linije, bo sprejemnik tak signal oddal in sprejel brez popačenja. V nasprotnem primeru bo signal popačen, sprejemnik bo delal napake pri prepoznavanju informacij, zato se informacije ne bodo mogle prenašati z dano pasovno širino.

Slabljenje je relativno zmanjšanje amplitude ali moči signala pri prenosu signala določene frekvence po liniji.

Slabljenje A se meri v decibelih (dB, dB) in se izračuna po formuli:

A = 10?lg (P ven / P noter)

kjer P out, P in - moč signala na izhodu in vhodu linije.

Za približna ocena popačenja signalov, ki se prenašajo po liniji, je dovolj, da poznate slabljenje signalov osnovne frekvence, tj. frekvenca, katere harmonik ima največjo amplitudo in moč. Natančnejša ocena je mogoča, če poznamo slabljenje na več frekvencah blizu glavne.

Prepustnost komunikacijske linije je njena karakteristika, ki določa (tako kot pasovna širina) največjo možno hitrost prenosa podatkov po liniji. Meri se v bitih na sekundo (bps) in v izpeljanih enotah (Kbps, Mbps, Gbps).

Pasovna širina komunikacijske linije je odvisna od njenih značilnosti (frekvenčni odziv, pasovna širina, slabljenje) in od spektra oddanih signalov, ta pa od izbranega načina fizičnega ali linearnega kodiranja (tj. od načina predstavljanja diskretnih informacij v oblika signalov). Pri enem načinu kodiranja ima lahko vrstica eno kapaciteto, pri drugem pa drugo.

Pri kodiranju običajno se uporablja sprememba nekega parametra periodičnega signala (na primer sinusoidna nihanja) - frekvenca, amplituda in faza, sinusoide ali predznak potenciala zaporedja impulzov. Periodični signal, katerega parametri se spreminjajo, se imenuje nosilni signal ali nosilna frekvenca, če se kot tak signal uporablja sinusoida. Če sprejeti sinusoid ne spremeni nobenega od svojih parametrov (amplitude, frekvence ali faze), potem ne nosi nobenih informacij.

Število sprememb informacijskega parametra periodičnega nosilnega signala na sekundo (pri sinusoidu je to število sprememb amplitude, frekvence ali faze) se meri v baudu. Cikel delovanja oddajnika je časovno obdobje med sosednjima spremembama informacijskega signala.

Na splošno Zmogljivost linije v bitih na sekundo ni enaka hitrosti prenosa. Odvisno od metode kodiranja je lahko višje, enako ali manjše od števila baudov. Če na primer, kdaj ta metoda kodiranje, je ena bitna vrednost predstavljena s pulzom pozitivne polarnosti, ničelna vrednost pa je predstavljena z pulzom negativne polarnosti, nato pa pri prenosu izmenično spreminjajočih se bitov (ni serije bitov istega imena) fizični signal med prenosom vsakega bita dvakrat spremeni svoje stanje. Zato je pri tem kodiranju zmogljivost linije polovica števila baudov, ki se prenašajo po liniji.

Za prepustnost Na linijo ne vpliva samo fizično, temveč tudi tako imenovano logično kodiranje, ki se izvede pred fizičnim kodiranjem in je sestavljeno iz zamenjave izvirnega zaporedja informacijskih bitov. novo zaporedje bit, ki nosi iste informacije, vendar z dodatnimi lastnostmi (na primer zmožnost prejemne strani, da zazna napake v prejetih podatkih ali zagotovi zaupnost prenesenih podatkov s šifriranjem). Logično kodiranje praviloma spremlja zamenjava prvotnega bitnega zaporedja z daljšim zaporedjem, kar negativno vpliva na čas prenosa uporabnih informacij.

Obstaja določena povezava med zmogljivostjo linije in njeno pasovno širino. Pri fiksni fizični metodi kodiranja se zmogljivost linije poveča z naraščajočo frekvenco periodičnega nosilnega signala, saj to povečanje spremlja povečanje količine informacij, ki se prenašajo na enoto časa. Ko pa se frekvenca tega signala poveča, se poveča tudi širina njegovega spektra, ki se prenaša z popačenjem, ki ga določa pasovna širina linije. Večja kot je razlika med pasovno širino linije in širino spektra oddanih informacijskih signalov, bolj so signali podvrženi popačenju in večja je verjetnost napak pri prepoznavanju informacij s strani sprejemnika. Posledično se hitrost prenosa informacij izkaže za nižjo od pričakovane.

C=2F log 2 M, (4)

kjer je M število različnih stanj informacijskega parametra oddanega signala.

Nyquistova relacija, ki se uporablja tudi za določanje največje možne prepustnosti komunikacijske linije, ne upošteva eksplicitno prisotnosti šuma na liniji. Vendar se njegov vpliv posredno odraža v izbiri števila stanj informacijskega signala. Na primer, za povečanje prepustnosti linije je bilo mogoče pri kodiranju podatkov uporabiti ne 2 ali 4 ravni, ampak 16. Če pa amplituda hrupa presega razliko med sosednjimi 16 stopnjami, potem sprejemnik ne bo mogel. dosledno prepozna prenesene podatke. Zato količina možna stanja Signal je pravzaprav omejen z razmerjem med močjo signala in šumom.

Nyquistova formula določa mejno vrednost zmogljivosti kanala za primer, ko je število stanj informacijskega signala že izbrano ob upoštevanju zmožnosti njihovega stabilnega prepoznavanja s strani sprejemnika.

Odpornost proti hrupu komunikacijske linije- to je njegova sposobnost zmanjšanja ravni motenj, ustvarjenih v zunanjem okolju na notranjih vodnikih. Odvisno je od vrste uporabljenega fizičnega medija, pa tudi od linijske opreme, ki prekriva in zavira motnje. Najbolj protihrupno odporni in neobčutljivi na zunanje elektromagnetno sevanje so optični vodi, najmanj proti hrupu so radijski vodi, kabelski vodi pa zavzemajo vmesno mesto. Zmanjšanje zunanjih motenj elektromagnetno sevanje, se doseže z oklopom in zvijanjem vodnikov.

Preslušavanje na bližnjem koncu linije - določa odpornost kabla proti hrupu na notranje vire motenj. Običajno se ocenjujejo glede na kabel, sestavljen iz več sukani pari, ko lahko medsebojno motenje enega para na drugega doseže pomembne vrednosti in ustvari notranje motnje, sorazmerne s koristnim signalom.

Zanesljivost prenosa podatkov(ali stopnja bitnih napak) označuje verjetnost poškodovanja za vsak preneseni bit podatkov. Razlogi za izkrivljanje informacijskih signalov so motnje na liniji, pa tudi omejena pasovna širina. Zato je povečanje zanesljivosti prenosa podatkov doseženo s povečanjem stopnje odpornosti proti hrupu linije, zmanjšanjem ravni preslušavanja v kablu in uporabo več širokopasovnih komunikacijskih linij.

Za običajne kabelske komunikacijske linije brez dodatna sredstva zaščita pred napakami je zanesljivost prenosa podatkov praviloma 10 -4 -10 -6. To pomeni, da bo v povprečju od 10 4 ali 10 6 prenesenih bitov vrednost enega bita popačena.

Oprema za komunikacijske linije(oprema za prenos podatkov - ATD) je robna oprema, ki neposredno povezuje računalnike s komunikacijsko linijo. Je del komunikacijske linije in običajno deluje na fizični ravni ter zagotavlja prenos in sprejem signala želeno obliko in moč. Primeri ADF-jev so modemi, adapterji, analogno-digitalni in digitalno-analogni pretvorniki.

ADF ne vključuje uporabniške podatkovne terminalske opreme (DTE), ki generira podatke za prenos po komunikacijski liniji in je neposredno povezana z ADF. DTE vključuje na primer usmerjevalnik lokalnega omrežja. Upoštevajte, da je delitev opreme v razrede APD in DOD precej poljubna.

Na komunikacijskih linijah na dolge razdalje se uporablja vmesna oprema, ki rešuje dva glavna problema: izboljšanje kakovosti informacijskih signalov (njihova oblika, moč, trajanje) in ustvarjanje stalnega sestavljenega kanala (kanal od konca do konca) za komunikacijo med dvema naročnikoma omrežja. V LCS se vmesna oprema ne uporablja, če je dolžina fizičnega medija (kabli, radijski zrak) kratka, tako da se signali iz enega omrežnega adapterja v drugega lahko prenašajo brez vmesne obnovitve njihovih parametrov.

IN globalna omrežja visokokakovosten prenos signala je zagotovljen na stotine in tisoče kilometrov. Zato so ojačevalniki nameščeni na določenih razdaljah. Za ustvarjanje linije od konca do konca med dvema naročnikoma se uporabljajo multiplekserji, demultiplekserji in stikala.

Vmesna oprema komunikacijskega kanala je za uporabnika pregledna (ta je ne opazi), čeprav v resnici tvori kompleksno omrežje, imenovano primarno omrežje, ki služi kot osnova za izgradnjo računalniških, telefonskih in drugih omrežij.

Razlikovati analogni in digitalni komunikacijske linije, ki uporabljajo različne vrste vmesne opreme. V analognih linijah je vmesna oprema zasnovana za ojačanje analogni signali, ki ima neprekinjen obseg vrednosti. V visokohitrostnih analognih kanalih se izvaja tehnika frekvenčnega multipleksiranja, ko se več nizkohitrostnih analognih naročniških kanalov multipleksira v en hitri kanal. V digitalnih komunikacijskih kanalih, kjer imajo pravokotni informacijski signali končno število stanj, vmesna oprema izboljša obliko signalov in obnovi njihovo obdobje ponavljanja. Zagotavlja oblikovanje hitrih digitalnih kanalov, ki delujejo na principu časovnega multipleksiranja kanalov, ko je vsakemu kanalu nizke hitrosti dodeljen določen delež časa kanala visoke hitrosti.

Pri prenosu diskretnih računalniških podatkov po digitalnih komunikacijskih linijah je definiran protokol fizične plasti, saj so parametri informacijskih signalov, ki jih prenaša linija, standardizirani, pri prenosu po analognih linijah pa ni definiran, saj imajo informacijski signali prosta oblika in ni nobenih zahtev za način, na katerega so enice in ničle predstavljene z opremo za prenos podatkov.

V komunikacijskih omrežjih so našli uporabo: re stiskalnice za prenos informacij :

Simpleks, ko sta oddajnik in sprejemnik povezana z enim komunikacijskim kanalom, po katerem se informacije prenašajo le v eno smer (to je značilno za televizijska komunikacijska omrežja);

Half-duplex, ko sta dve komunikacijski vozlišči povezani tudi z enim kanalom, po katerem se informacije prenašajo izmenično v eni smeri in nato v nasprotni smeri (to je značilno za informacijsko-referenčne sisteme, zahteve-odgovor);

Duplex, ko sta dve komunikacijski vozlišči povezani z dvema kanaloma (napredni komunikacijski kanal in povratni kanal), po katerih se informacije istočasno prenašajo v nasprotnih smereh. Dupleksni kanali se uporabljajo v sistemih z odločitvijo in informacijsko povratno informacijo.

Preklopni in namenski komunikacijski kanali. V TSS ločimo namenske (nekomutirane) komunikacijske kanale in tiste s preklapljanjem za čas prenosa informacij po teh kanalih.

Pri uporabi namenskih komunikacijskih kanalov je sprejemno-sprejemna oprema komunikacijskih vozlišč stalno povezana med seboj. To zagotavlja visoka stopnja pripravljenost sistema za posredovanje informacij, več visoka kvaliteta komunikacije, podpora za velike količine prometa. Zaradi primerjalno visoki stroški za delovanje omrežij z namenskimi komunikacijskimi kanali je njihova donosnost dosežena le, če so kanali dovolj polno obremenjeni.

Za preklopne komunikacijske kanale, ustvarjeni samo za čas prenosa določene količine informacij, so značilni za visoko prilagodljivost in relativno visoki stroški(z nizko količino prometa). Slabosti takih kanalov: izguba časa za preklop (za vzpostavitev komunikacije med naročniki), možnost blokade zaradi zasedenosti. posamezna področja komunikacijske linije, več nizka kvaliteta komunikacije, visoki stroški s precejšnjo količino prometa.