Презентация, доклад по химии на тему: Типы химических связей

литературы

ионы, радикалы, кристаллы. Химические элементы встречаются в природе главным образом не в виде отдельных атомов, а в виде сложных или простых веществ. Лишь благородные газы – гелий, неон, аргон, криптон и ксенон находятся в природе в атомном состоянии, что объясняется устойчивостью электронных оболочек атомов. В других случаях газы связаны химическими силами. Есть несколько типов химической связи – ковалентная, ионная, металлическая и водородная.

В общем случае химическая связь образуется, если полная энергия системы, состоящей из взаимодействующих атомов, при сближении атомов понижается

Оглавление

связью
Если разность между электроотрицательностями атомов велика, то происходит переход электрона в сторону атома с большей электроотрицательностью.
Na – e- → Na+
F + e- → F-
_______________
Na + F → Na+ + F-
Образующиеся заряженные частицы – ионы.

Оглавление

Na + F → Na+ + F -

ионные соединения в твёрдом состоянии – кристаллические вещества. Ионные кристаллические решётки имеют соли, некоторые оксиды и гидроксиды металлов.




а б

Ионные кристаллические решётки хлорида натрия (а) и хлорида цезия (б).

- хлорид – анион - катион металла

пар.
Простейший пример – образование молекулы водорода H2. Внешний энергетический уровень незавершён, не хватает одного электрона. При сближении двух атомов водорода происходит взаимодействие двух электронов с формированием общей (поделённой) электронной пары.
Н + Н → Н Н
Общая электронная пара образуется за счёт перекрывания s-орбиталей атомов водорода, на которых находятся взаимодействующие электроны. В этой области создаётся повышенная электронная плотность.

Оглавление

водород
Двойные
О=С=О оксид углерода(IV)
Тройные
N≡N азот

Если общая электронная пара симметрична относительно атомов, то ковалентная связь называется неполярной. Неполярная ковалентная связь образуется при взаимодействии атомов с одинаковой электроотрицательностью (обычно это атомы одного вида).
Если атомы имеют разную электроотрицатедьность (атомы разных элементов), то общая электронная пара смещается в сторону атома с большей электроотрицательностью. Возникает полярная ковалентная связь.
H + F → H F

Оглавление

диполь. Диполь – это система из двух зарядов, равных по абсолютной величине, но противоположных по знаку. Принимают, что атом, к которому смещена общая электронная пара приобретает некоторый отрицательный заряд, а другой атом – положительный заряд.
Прочность химической связи характеризуется энергией связи, т.е. энергией, необходимой для разрыва связи. Значения энергии разрыва химических связей обычно приводятся в расчёте на 1 моль вещества. Для молекулы H2 энергия связи равна 432,1 кДж/моль, F2 – 155 кДж/моль, HF – 565,7 кДж/моль.

Например, длина связи в молекуле H2 равна 0,074 нм, F2 – 0,142 нм, HF – 0,092 нм. Кратные связи короче простых, что можно проиллюстрировать примером связей углерод-углерод: длина одинарной связи С-С 0,154 нм, двойной С=С 0,134 нм, тройной С≡С 0,120 нм.
Вещества с ковалентной связью характеризуются кристаллической решёткой двух типов:
Атомной – очень прочной (алмаз, графит, кварц)
Молекулярной – в обычных условиях это газы, легколетучие жидкости и твёрдые, но легкоплавкие вещества (Cl2, H2O, йод I2)

ионами металлов в металлической кристаллической решётке, называется металлической связью.
Этот тип связи характерен для простых веществ- металлов. Схема образование металлической связи: M0 – ne- Mn+
Наличием металлической связи обусловлены физические свойства металлов и сплавов: твёрдость, электрическая проводимость и теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск.

Оглавление

решётки расположены атомы металла. Из рисунка видно, что каждый атом металла окружён восемью такими же атомами.
Строение электронной оболочки атома натрия выражается формулой: 11Na 1s22s22p63s1 3 S P
Атом натрия на внешнем энергетическом уровне имеет четыре орбитали и один валентный электрон, который атом отдаёт очень легко.

Кристаллическая решётка натрия

в кристалле металла предоставляют на образование химической связи. Получается, что в кристалле натрия электронов значительно меньше, чем орбиталей. Это позволяет электронам свободно перемещаться, переходя с одной орбитали на другую. Такие подвижные электроны называются обобществлёнными (как бы принадлежащие всем атомам одновременно) или электронным газом. Поэтому металл можно представить как структуру, состоящую из атомов металла, расположенных в узлах кристаллической решётки, которые удерживаются за счёт обобществлённых электронов.
Металлическая связь обусловлена образованием электронами всех атомов вещества единого подвижного электронного облака.

сильно электроотрицательного элемента (O, N, F) другой молекулы, называется водородной связью.
Может возникнуть вопрос: почему именно водород образует такую специфическую химическую связь?
Это объясняется тем, что атомный радиус водорода очень мал. Кроме того, при смещении или полной отдаче своего единственного электрона водород приобретает сравнительно высокий положительный заряд, за счет которого водород одной молекулы взаимодействует с атомами электроотрицательных элементов, имеющих частичный отрицательный заряд, входящий в состав других молекул (HF, H2O, NH3).
Hδ+→Fδ- ··· Hδ+→Fδ-

Оглавление

Это связано с тем, что при понижении температуры происходит укрепление молекул и поэтому уменьшается плотность их «упаковки».
Водородная связь характерна и для многих органических соединений (фенолов, карбоновых кислот и др.)
Наличием водородной связи объясняется вторичная структура белков и строение двойной спирали ДНК.
Вещества с водородной связью имеют молекулярные кристаллические решётки.

между любыми полярными и даже неполярными молекулами, в которых диполи возникают под воздействием внешних электрических полей. Это взаимодействие заключается в притяжении разноимённозаряженных концов молекул и в отталкивании одноимённозаряженных концов диполей. Силы, за счёт которых возникают такие взаимодействия, называются ван - дер - ваальсовыми, их природа – электростатическая. Из-за действия этих сил образуются кристаллы с молекулярным типом кристаллической решётки. В узлах такой решётки находятся молекулы твёрдого тела. Молекулярные кристаллы значительно менее прочны, чем ионные или кристаллы металлов.

Оглавление