Готовимся к ЕГЭ по химии Вопрос №4 теория

Химическая связь

11 класс профильный уровень

Природа химической связи

Химическая связь – совокупность сил притяжения и отталкивания, создающая динамически устойчивую систему из двух и более атомов.

Взаимодействие м/д атомами, приводящее к созданию устойчивой многоатомной системы – молекулы, иона, кристалла.

Основной причиной образования химических связей между атомами является понижение полной энергии системы при переходе от свободных атомов к молекуле .

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

1. Энергия связи

(Прочность связи)

2. Длина связи

3. Полярность связи

4. Валентный угол

5. Поляризуемость связи

ПХС – неравномерное распределение электронной плотности между атомами в молекуле

от геометрии молекулы;

от наличия неподелённых пар электронов

от значения ЭО

H

Cl

Смещение электронной

плотности к более ЭО атому

Возникновение

эффективных зарядов (  )

Степень ионности

Cвязь в молекуле HCl полярная, имеет на 17 % ионный характер.

т.е. степень ионности равна 83%.

Полного перетягивания связующих пар электронов от более электроположительного к более электроотрицательному атому и образования 100 % -ной ионной связи практически не наблюдается.

ТЕОРИИ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Основные положения метода ВС

1. Химическая связь между атомами образуется в результате образования общих электронных пар.

2. Общие электронные пары образуют лишь неспаренные электроны с антипараллельными спинами.

3. При образовании химической связи происходит частичное перекрывание АО, что приводит к увеличению электронной плотности в межъядерном пространстве.

4. Химическая связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие АО.

5. В пространстве х. с. располагается в том направлении, в котором возможность перекрывания АО наибольшая.

6.Общая электронная пара соответствует единице химической связи.

7. Если молекула образуется путём перекрывания двух АО, связь называется одинарной, если более двух АО – кратной. Одинарная связь представлена всегда σ-связью, а кратные связи включают σ- и π-связи

кратность

С − С

Тип

С = С

Энергия,

σ

связи

Длина,

С ≡ С

кДж/моль

σ,π

347

нм

0,154

606

σ,π, π

0,132

828

0,122

Еπ . " width="640"

8. Связь, образованная перекрыванием АО по линии, соединяющей центры атомов, называется – σ- связью, а по обе стороны от линии -  -связью. Е σ Еπ

.

Схема образования молекулы водорода по методу МО

КЛАССИФИКАЦИЯ ХС

делится на

КПС

КНПС

бывает

Ковалентная связь

Химическая связь, образованная двумя атомами путем обобществления пары электронов, называется ковалентной связью

Ковалентная неполярная связь - связь между атомами с практически равной электроотрицательностью (0 - 0.4) . Электронное облако, образованное общей парой электронов распределяется симметрично относительно ядер обоих атомов(Н 2 , N 2 , Br 2 )

Ковалентная полярная связь - связь между атомами с различной электроотрицательностью (0.5 - 2.0) и несимметричным расположением общей электронной пары.

Несколько видов связей в одном соединении

Механизм образования донорно-акцепторной связи

Ковалентная связь, образованная по  донорно-акцепторному механизму , присутствует в: — в катионах аммония , алкиламмония, — в ионе гидроксиония — в комплексных соединениях — в угарном газе, в озоне, в азотной кислоте и в ее солях.

Гибридизация

химические связи, образованные гибридными орбиталями, прочнее, а полученная молекула более устойчива

Тип гибридизации

Геометрическая форма

sp

линейная

Угол между связями

sp 2

Примеры

sp 3

180 o

треугольная

тетраэдрическая

BeCl 2

120 o

sp 3 d

BCl 3

тригонально-бипирамидальная

sp 3 d 2

109,5 o

CH 4

октаэдрическая

90 0 ; 120 0

РСl 5

90 0

SF 6

Sp 3 d 2 – гибридизация

Если в молекуле есть  -связь, то на каждую  -связь остается не гибридным одно p облако. Так, например, в молекуле этилена одна  -связь, поэтому атом С будет не в sp 3 гибридизации, а в sp 2

В нашем примере на структурной формуле оксида серы VI видно три двойные связи, отсюда следует, что гибридизации не будут подвергаться 2d и 1 p облака, следовательно, вид гибридизации у серы sp 2 , а форма молекулы треугольная

2.1 - ионная Ионная химическая связь представляет собой электростатическое взаимодействие отрицательно и положительно заряженных ионов в химическом соединении " width="640"

Ионная связь

Чем больше разница электроотрицательностей атомов, тем более полярна связь.

Ионная связь является предельным случаем ковалентной полярной связи

Δχ = 0 – 0.4 – ковалентная неполярная

Δχ =0.4-2.0 – ковалентная полярная связь;

Δχ 2.1 - ионная

Ионная химическая связь представляет собой электростатическое взаимодействие отрицательно и положительно заряженных ионов в химическом соединении

При возникновении ионной связи более электроотрицательный элемент полностью присоединяет к себе электронную пару и становится анионом, а менее электроотрицательный атом отдает электроны и становится катионом с восьмиэлектронной внешней оболочкой.

Dc = 3.0 (Cl) – 0.9 (Na) = 2.1.

Nа + 1s 2 2s 2 2р 6 3s 0

Сl - 1s 2 2s 2 2р 6 3s 2 3р 6

• необходимым условием образования ионной связи является значительная разница ЭО атомов;
• - ионная связь не обладает ни насыщаемостью, ни направленност
• упорядоченная упаковка ионов называется ионным кристаллом,

Металлическая связь

Связь в металлах и расплавах за счет электростатического взаимодействия положительно заряженных катионов, которые располагаются в узлах кристаллической решетки и свободных делокализованных электронов.

Металлическая связь не проявляет свойств насыщаемости, направленности, но ей характерны высокие координационные числа металлических структур.

Металлическая связь отличается от ковалентной по прочности: ее энергия в 3-4 раза меньше энергии ковалентной связи.

Водородная связь

Водородная связь – это связь между сильнополяризованним атомом водорода одной молекулы и атомом с большой электроотрицательностью (F, N, O) и неподеленной электронной парой другой молекулы (или другой части этой же молекулы)

Димер уксусной кислоты

Водородная связь

Строение полимера (HF)n

между молекулами воды

Водородные связи в структуре льда

Температуры кипения соединений водорода

Образование межмолекулярных водородных связей приводит к существенному изменению ряда свойств веществ: повышению вязкости, диэлектрической постоянной, температур кипения и плавления.

В молекуле ДНК  

белки

Межмолекулярные взаимодействия

Межмолекулярное взаимодействие – взаимодействие электронейтральных валентнонасыщенных молекул между собой по электростатическому взаимодействию .

• эти взаимодействия обусловлены действием сил Ван-дер-Ваальса;
• проявляется на значительно больших расстояниях и характеризуется отсутствием насыщаемости и небольшими энергиями;

Для ЕГЭ необходимо запомнить следующий список веществ с атомной кристаллической решёткой: C(аллотропные модификации углерода), SiC, CaC2, SiO2, Al2O3, B, Ge, P(красный и чёрный).

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!