Химическая связь

Химическая связь

Взаимодействие атомов, которое связывает их в молекулы, ионы, радикалы, кристаллы

АТОМСтремление к завершению электронного уровня(в зависимости от радиуса и числа электронов на внешнем слое)

МЕТАЛЛЫ НЕМЕТАЛЛЫ

(отдать внешние электроны) (принять электроны)

ТИПЫ СВЯЗИ В ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВАХ

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ КОВАЛЕНТНАЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ

ТИПЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЁТОК ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ МОЛЕКУЛЯРНАЯ ( H2, F2,O2,N2, …)

АТОМНАЯ (алмаз, графит)

ТИПЫ СВЯЗИ В СЛОЖНЫХ ВЕЩЕСТВАХ

МЕТАЛЛ-НЕМЕТАЛЛ НЕМЕТАЛЛ-НЕМЕТАЛЛ

ИОННАЯ КОВАЛЕНТНАЯ ПОЛЯРНАЯ КОВАЛЕНТНАЯ ПОЛЯРНАЯ (CrO3,Mn2O7)

Типы химической связи ( по природе образования):

Металлическая -обобществление электронов внешнего слоя

между всеми ионами в кристаллической решётке металла.

Примеры веществ: (металлы)Li Na K Ca Al Fe Zn Hg Cu

Типы кристаллических решёток по пространственному расположению частиц

Ионная (электростатическое притяжение

противоположно заряженных ионов). металл + неметалл + большая разница в

электроотрицательности

NaCl K2O CaF2

Li•+•F →Li++[ F ]-→LiF

Молекулы хлороводорода

Ионная кристаллическая решётка

Разность ЭО атомов 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Ионность связи, % 0 6 22 43 63 79 89

Соотношения между разностью электроотрицательностей

атомов и ионностью связи в молекулах

Температуры плавления и кипения простых веществ, К

12 3 4 5 6 7 8

H 1

2014

He 2

42 (3,76 Мпа)

Li 3

1613454

Be 4

27441560

B 5

39312347

C (алм.)

5100 субл)3820

N 7

7763

O 8

9055

F 9

8553

Ne 10

2725

Na 11

1156371

Mg 12

1378923

Al 13

≈2725883

Si 14

35221688

P 15 (белый)553317

S 16

718() 386

Cl 17

239172

Ar 18

8784

K 19

1034337

Ca 20

17681115

21 Sc31101814

22 Ti35331944

23 V36732193

24 Cr29532163

25 Mn22351517

26 Fe 30231808

27 Co32331767

28 Ni31731728

29 Cu28401357

30 Zn1179693

Ga 31

2676303

Ge 32

31231211

As 33

889 (субл)()1090

Se 34

958,1494

Br 35

332,35166

Kr 36

120117

Rb 37

960312

Sr 38

16631041

39 Y≈ 3590

1801

40 Zr46232128

41 Nb50332750

42 Mo50002896

43 Tc48732473

44 Ru43502607

45 Rh40002236

46 Pd32131827

47 Ag2440

1235,08

48 Cd1039

594,2

In 49

2297429

Sn 50

2543505,05

Sb 51

1907903,7

Te 52

1263723

I 53

457,5386,7

Xe 54

165,05161,3

Cs 55

942302

Ba 56

19101000

57 La*

37301194

72 Hf56732503

73 Ta57003287

74 W59303650

75 Re58733453

76 Os5300

3300

77 Ir≈ 4650

2720

78 Pt41002042

79 Au31531338

80 Hg630234

Tl 81

1748576

Pb 82

2024601

Bi 83

1837545

Po 84

1235527

At 85

536517

Rn 86

211202

Ковалентная (обобществление двух электронов за счёт

перекрывание электронных орбиталей атомов).Примеры веществ: (неметаллы)

H2 H-H

O2 O=O N2 N≡N F2 F-F Cl2 Cl-Cl

Br2 Br-Br I2 I-I

Н – Н 436,0 кДж/моль 4,5 эВ

О= О 646,3 кДж/моль 6,7 эВ

N ≡N 945,3 кДж/моль 9,8 эВ

• Длина связи – расстояние между ядрами атомов, образующих связь

• Угол связи

• Энергия связи (Ехс)

• Направленность – соединение атомов между собой при образовании общих электронных пар в определённых направлениях.

• Насыщаемость – способность атомов присоединять к себе определённое число других атомов (ограничено валентными возможностями)

• Полярность связи – неравномерное распределение электронной плотности между атомами в молекуле.

Неспаренные электроны

Пара электронов, находящихсяна одной орбитали и вакантная орбиталь

Энергия разрыва химических связей в некоторых молекулах, кДж/моль

Молекула Энергия связи

HFHClHBrHI

568,5431,6366,1298,3

F 9

0,058 (ков.)

Cl 17

0,099 (ков.)

Br 35

0,119

I 53

0,136

Атомные радиусы, нм

Н● + ●Н Н Н

ковалентная связь - обобществление электронов с образованием общих

электронных пар

_ _

+

_

++

_

+ + +

электронная формула

Н● + ●Н Н Н

Формы атомных орбиталей

Способы перекрывания атомных орбиталей

σ-связь

π-связь

Способы перекрывания атомных орбиталей

Вещество Температура плавления, oC

Температура кипения, oC

H2O 0,0 100,0

H2S -85,5 -60,7

H2Se -64,8 -41,5

H2Te -49,0 -2,0

HF -83,1 -19,5

HCl -112,0 -84,9

HBr -87,0 -66,8

HI -50,9 -39,4

NaF 993  

NaCl 800  

NaBr 747  

NaI 651  

CO -205  

CaO 2850  

Какая из перечисленных двухатомных молекул имеет наиболее прочную связь?

NO CO

N2 O2

Какая последовательность является верной для характеристики энергии связи в следующих молекулах:

(A) CO2 > CCl4 > N2 > CH4

(B) N2 > CO2 > CCl4 > CH4

(C) CO2 > N2 > CCl4 > CH4

(D) N2 > CO2 > CH4 > CCl4

Энергия разрыва химических связей в некоторых молекулах, кДж/моль

Молекула ∆H0298

H2

Li2

B2

C2

N2

O2

F2

Cl2

Br2

I2

HFHClHBrHINOCO

436,0101,7278

605,0945,3498,4159

239,2201

151,1568,5431,6366,1298,3632

1076,4

1076 кДж/моль

Формула Углы между связями

Формула Углы между связями

H2O

H2S

H2Se

H2Te

CO2

CS2

N2O

NO2

NO2–

O3

OF2

HCN  

H-O-HH-S-HH-Se-HH-Te-HO-C-OS-C-SO-N-NO-N-OO-N-OO-O-OF-O-FH-C-N

104,59291

90,5180180180134116117103180

SO2

BF3

BCl3

BBr3

CO32–

P4

NH4+

NO3–

NH3

PH3

AsH3

SO3

SO32–

SO42–

ClO3–

ClO4–

O-S-OF-B-F

Cl-B-ClBr-B-BrO-C-OP-P-PH-N-HO-N-OH-N-HH-P-HH-As-HO-S-OO-S-OO-S-OO-Cl-OO-Cl-O

11912012012012060

1091201079392 120105119106109

reshetka.swf

SP гибридизация• форма молекулы – линейная• углы между осями орбиталей равны

1800

SP2 гибридизация

SP2 гибридизация• форма молекулы треугольная• углы между осями орбиталей равны

1200

SP3 гибридизация

SP3 гибридизация• форма молекулы – тетраэдр• углы между осями орбиталей равны

1090 28/

Формула Углы между связями

Формула Углы между связями

H2O

H2S

H2Se

H2Te

CO2

CS2

N2O

NO2

NO2–

O3

OF2

HCN  

H-O-HH-S-HH-Se-HH-Te-HO-C-OS-C-SO-N-NO-N-OO-N-OO-O-OF-O-FH-C-N

104,59291

90,5180180180134116117103180

SO2

BF3

BCl3

BBr3

CO32–

P4

NH4+

NO3–

NH3

PH3

AsH3

SO3

SO32–

SO42–

ClO3–

ClO4–

O-S-OF-B-F

Cl-B-ClBr-B-BrO-C-OP-P-PH-N-HO-N-OH-N-HH-P-HH-As-HO-S-OO-S-OO-S-OO-Cl-OO-Cl-O

11912012012012060

1091201079392 120105119106109

Формула Углы между связями

Формула Углы между связями

H2O

H2S

H2Se

H2Te

CO2

CS2

N2O

NO2

NO2–

O3

OF2

HCN  

H-O-HH-S-HH-Se-HH-Te-HO-C-OS-C-SO-N-NO-N-OO-N-OO-O-OF-O-FH-C-N

104,59291

90,5180180180134116117103180

SO2

BF3

BCl3

BBr3

CO32–

P4

NH4+

NO3–

NH3

PH3

AsH3

SO3

SO32–

SO42–

ClO3–

ClO4–

O-S-OF-B-F

Cl-B-ClBr-B-BrO-C-OP-P-PH-N-HO-N-OH-N-HH-P-HH-As-HO-S-OO-S-OO-S-OO-Cl-OO-Cl-O

11912012012012060

1091201079392 120105119106109

Водородная связь

Для образования необходимо наличие в одной молекуле связи

Н – сильно электроотрицательный элемент (F,O,N)

Примеры: HF, H2O, CH3OH, NH3

Образование межмолекулярной водородной связи.

Н Н Н H O:- H+ O:- H+ O:

Водородная связь может быть и внутримолекулярной.В частности у белков вторичная структура поддерживается водородными связями.