Какой тип связи в молекуле cl2. Характеристики химической связи. Способы образования ковалентной связи
Характеристики химических связей
Учение о химической связи составляет основу всей теоретической химии. Под химической связью понимают такое взаимодействие атомов, которое связывает их в молекулы, ионы, радикалы, кристаллы. Различают четыре типа химических связей: ионную, ковалентную, металлическую и водородную . Различные типы связей могут содержаться в одних и тех же веществах.
1. В основаниях: между атомами кислорода и водорода в гидроксогруппах связь полярная ковалентная, а между металлом и гидроксогруппой - ионная.
2. В солях кислородсодержащих кислот: между атомом неметалла и кислородом кислотного остатка - ковалентная полярная, а между металлом и кислотным остатком - ионная.
3. В солях аммония, метиламмония и т. д. между атомами азота и водорода - ковалентная полярная, а между ионами аммония или метиламмония и кислотным остатком - ионная.
4. В пероксидах металлов (например, Na 2 O 2) связь между атомами кислорода ковалентная неполярная, а между металлом и кислородом - ионная и т. д.
Причиной единства всех типов и видов химических связей служит их одинаковая химическая природа - электронно-ядерное взаимодействие. Образование химической связи в любом случае представляет собой результат электронно-ядерного взаимодействия атомов, сопровождающегося выделением энергии.
Способы образования ковалентной связи
Ковалентная химическая связь - это связь, возникающая между атомами за счет образования общих электронных пар.
Ковалентные соединения – обычно газы, жидкости или сравнительно низкоплавкие твердые вещества. Одним из редких исключений является алмаз, который плавится выше 3 500 °С. Это объясняется строением алмаза, который представляет собой сплошную решетку ковалентно связанных атомов углерода, а не совокупность отдельных молекул. Фактически любой кристалл алмаза, независимо от его размера, представляет собой одну огромную молекулу.
Ковалентная связь возникает при объединении электронов двух атомов неметаллов. Возникшая при этом структура называется молекулой.
Механизм образования такой связи может быть обменный и донорно-акцепторный.
В большинстве случаев два ковалентно связанных атома имеют разную электроотрицательность и обобществленные электроны не принадлежат двум атомам в равной степени. Большую часть времени они находятся ближе к одному атому, чем к другому. В молекуле хлороводорода, например, электроны, образующие ковалентную связь, располагаются ближе к атому хлора, поскольку его электроотрицательность выше, чем у водорода. Однако разница в способности притягивать электроны не столь велика, чтобы произошел полный перенос электрона с атома водорода на атом хлора. Поэтому связь между атомами водорода и хлора можно рассматривать как нечто среднее между ионной связью (полный перенос электрона) и неполярной ковалентной связью (симметричное расположение пары электронов между двумя атомами). Частичный заряд на атомах обозначается греческой буквой δ. Такая связь называется полярной ковалентной связью, а о молекуле хлороводорода говорят, что она полярна, т. е. имеет положительно заряженный конец (атом водорода) и отрицательно заряженный конец (атом хлора).
1. Обменный механизм действует, когда атомы образуют общие электронные пары за счет объединения неспаренных электронов.
1) Н 2 - водород.
Связь возникает благодаря образованию общей электронной пары s-электронами атомов водорода (перекрыванию s-орбиталей).
2) HCl - хлороводород.
Связь возникает за счет образования общей электронной пары из s- и р-электронов (перекрывания s-р-орбиталей).
3) Cl 2: В молекуле хлора ковалентная связь образуется за счет непарных р-электронов (перекрывание р-р-орбиталей).
4) N 2: В молекуле азота между атомами образуются три общие электронные пары.
Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи
Донор имеет электронную пару, акцептор - свободную орбиталь, которую эта пара может занять. В ионе аммония все четыре связи с атомами водорода ковалентные: три образовались благодаря созданию общих электронных пар атомом азота и атомами водорода по обменному механизму, одна - по донорно-акцепторному механизму. Ковалентные связи классифицируют по способу перекрывания электронных орбиталей, а также по смещению их к одному из связанных атомов. Химические связи, образующиеся в результате перекрывания электронных орбиталей вдоль линии связи, называются σ -связями (сигма-связями). Сигма-связь очень прочная.
р-орбитали могут перекрываться в двух областях, образуя ковалентную связь за счет бокового перекрывания.
Химические связи, образующиеся в результате «бокового» перекрывания электронных орбиталей вне линии связи, т. е. в двух областях, называются пи-связями.
По степени смещенности общих электронных пар к одному из связанных ими атомов ковалентная связь может быть полярной и неполярной. Ковалентную химическую связь, образующуюся между атомами с одинаковой электроотрицательностью, называют неполярной. Электронные пары не смещены ни к одному из атомов, т. к. атомы имеют одинаковую электроотрицательность - свойство оттягивать к себе валентные электроны от других атомов. Например,
т. е. посредством ковалентной неполярной связи образованы молекулы простых веществ-неметаллов. Ковалентную химическую связь между атомами элементов, электроотрицательности которых различаются, называют полярной.
Например, NH 3 - аммиак. Азот более электроотрицательный элемент, чем водород, поэтому общие электронные пары смещаются к его атому.
Характеристики ковалентной связи: длина и энергия связи
Характерные свойства ковалентной связи - ее длина и энергия. Длина связи - это расстояние между ядрами атомов. Химическая связь тем прочнее, чем меньше ее длина. Однако мерой прочности связи является энергия связи, которая определяется количеством энергии, необходимой для разрыва связи. Обычно она измеряется в кДж/моль. Так, согласно опытным данным, длины связи молекул H 2 , Cl 2 и N 2 соответственно составляют 0,074, 0,198 и 0,109 нм, а энергии связи соответственно равны 436, 242 и 946 кДж/моль.
Ионы. Ионная связь
Для атома существует две основные возможности подчиниться правилу октета. Первая из них - образование ионной связи. (Вторая - образование ковалентной связи, о ней речь пойдет ниже). При образовании ионной связи атом металла теряет электроны, а атом неметалла приобретает.
Представим себе, что «встречаются» два атома: атом металла I группы и атом неметалла VII группы. У атома металла на внешнем энергетическом уровне находится единственный электрон, а атому неметалла как раз не хватает именно одного электрона, чтобы его внешний уровень оказался завершенным. Первый атом легко отдаст второму свой далекий от ядра и слабо связанный с ним электрон, а второй предоставит ему свободное место на своем внешнем электронном уровне. Тогда атом, лишенный одного своего отрицательного заряда, станет положительно заряженной частицей, а второй превратится в отрицательно заряженную частицу благодаря полученному электрону. Такие частицы называются ионами.
Это химическая связь, возникающая между ионами. Цифры, показывающие число атомов или молекул, называются коэффициентами, а цифры, показывающие число атомов или ионов в молекуле, называют индексами.
Металлическая связь
Металлы обладают специфическими свойствами, отличающимися от свойств других веществ. Такими свойствами являются сравнительно высокие температуры плавления, способность к отражению света, высокая тепло- и электропроводность. Эти особенности обязаны существованию в металлах особого вида связи - металлической связи.
Металлическая связь - связь между положительными ионами в кристаллах металлов, осуществляемая за счет притяжения электронов, свободно перемещающихся по кристаллу. Атомы большинства металлов на внешнем уровне содержат небольшое число электронов - 1, 2, 3. Эти электроны легко отрываются , и атомы при этом превращаются в положительные ионы. Оторвавшиеся электроны перемещаются от одного иона к другому, связывая их в единое целое. Соединяясь с ионами, эти электроны образуют временно атомы, потом снова отрываются и соединяются уже с другим ионом и т. д. Бесконечно происходит процесс, который схематически можно изобразить так:
Следовательно, в объеме металла атомы непрерывно превращаются в ионы и наоборот. Связь в металлах между ионами посредством обобществленных электронов называется металлической. Металлическая связь имеет некоторое сходство с ковалентной, поскольку основана на обобществлении внешних электронов. Однако при ковалентной связи обобществлены внешние непарные электроны только двух соседних атомов, в то время как при металлической связи в обобществлении этих электронов принимают участие все атомы. Именно поэтому кристаллы с ковалентной связью хрупкие, а с металлической, как правило, пластичны, электропроводны и имеют металлический блеск.
Металлическая связь характерна как для чистых металлов, так и для смесей различных металлов - сплавов, находящихся в твердом и жидком состояниях. Однако в парообразном состоянии атомы металлов связаны между собой ковалентной связью (например, парами натрия заполняют лампы желтого света для освещения улиц больших городов). Пары металлов состоят из отдельных молекул (одноатомных и двухатомных).
Металлическая связь отличается от ковалентной также и по прочности: ее энергия в 3-4 раза меньше энергии ковалентной связи.
Энергия связи - энергия, необходимая для разрыва химической связи во всех молекулах, составляющих один моль вещества. Энергии ковалентных и ионных связей обычно велики и составляют величины порядка 100-800 кДж/моль.
Водородная связь
Химическую связь между положительно поляризованными атомами водорода одной молекулы (или ее части) и отрицательно поляризованными атомами сильно электроотрицательных элементов , имеющих наподеленные электронные пары (F, O, N и реже S и Cl), другой молекулы (или ее части) называют водородной. Механизм образования водородной связи имеет частично электростатический, частично донорно-акцепторный характер .
Примеры межмолекулярной водородной связи:
При наличии такой связи даже низкомолекулярные вещества могут быть при обычных условиях жидкостями (спирт, вода) или легко сжижающимися газами (аммиак, фтороводород). В биополимерах - белках (вторичная структура) - имеется внутримолекулярная водородная связь между карбонильным кислородом и водородом аминогруппы:
Молекулы полинуклеотидов - ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - представляют собой двойные спирали, в которых две цепи нуклеотидов связаны друг с другом водородными связями. При этом действует принцип комплементарности, т. е. эти связи образуются между определенными парами, состоящими из пуринового и пиримидинового оснований: против аденинового нуклеотида (А) располагается тиминовый (Т), а против гуанинового (Г) - цитозиновый (Ц).
Вещества с водородной связью имеют молекулярные кристаллические решетки.
5) к s– элементам
6) к p– элементам
7) к d– элементам
8) к f - элементам
2. Сколько электронов содержат на внешнем энергетическом уровне атомы щелочноземельных металлов
1)Один 2) два 3) три 4) четыре
3. В химических реакциях атомы алюминия проявляют
3) Окислительные свойства 2) кислотные свойства
4) 3) восстановительные свойства 4) основные свойства
4. Взаимодействие кальция с хлором относится к реакциям
1)Разложения 2) соединения 3) замещения 4) обмена
5. Молекулярная масса гидрокарбоната натрия равна:
1) 84 2) 87 3) 85 4) 86
3. Какой атом тяжелее - железа или кремния - и во сколько раз?4.Определите относительные молекулярные массы простых веществ: водорода, кислорода, хлора, меди, алмаза(углерода). Вспомните, какие из них состоят из двухатомных молекул, а какие- из атомов.
5.рассчитайте относительную молекулярные массы следующих соединений углекислого газа СО2 серной кислоты Н2SO4 сахара C12H22O11 этиловоого спирта С2Н6О мрамора СаСРО3
6.В перекиси водорода на один атом кислорода приходится один атом водорода. Определите формулу прекиси водорода, если изветсо что её относительная молекулярная масса равна 34. Каково массовое соотношение водорода и кислорода в этом соединении?
7. Во сколько раз молекула углекислого газа тяжелее молекулы кислорода?
Помогите пожжжжжалуйста, задание 8 класса.
«Химическая связь» - энергия разрушения решетки на ионы _Екул = Uреш. Основные положения метода МО. Типы перекрывания атомных АО. связывающих и разрыхляющих МО при комбинации атомных орбиталей s и s pz и pz px и px. H?C ? C?H. ? - Коэф-т отталкивания. Qэфф =. Ао. Основные теории химической связи.
«Типы химических связей» - Вещества с ионном связью, образуют ионную кристаллическую решетку. Атомы. Электроотрицательность. МОУ лицей №18 учитель химии Калинина Л.А. Ионы. Например: Na1+ и Cl1-, Li1+ и F1- Na1+ + Cl1- = Na(:Cl:) . Если е - присоединяются – ион заряжается отрицательно. Атомный каркас обладает высокой прочностью.
«Жизнь Менделеева» - 18 июля Д.И.Менделеев окончил Тобольскую гимназию. 9 августа 1850 - 20 июня 1855 время учебы в Главном Педагогическом институте. «Если не будешь знать имен, то умрет и познание вещей» К.Линей. Жизнь и деятельность Д.И.Менделеева. Иван Павлович Менделеев (1783 - 1847), отец ученого. Открытие периодического закона.
«Виды химической связи» - H3N. Al2O3. Строение вещества». H2S. MgO. H2. Cu. Mg S. CS2. I.Выпишите формулы веществ: 1.с К.Н.С. 2.с К.П.С. 3. с И.С. К.Н.С. NaF. C. К.П.С. Определите вид химической связи. Какая из молекул соответствует схеме: A A ?
«Менделеев» - Триады элементов Доберейнера. Газы. Труд. Жизнь и научный подвиг. Периодическая система элементов (длинная форма). «Закон октав» Ньюлендса. Научная деятельность. Растворы. Новый этап жизни. Второй вариант системы элементов Менделеева. Часть таблицы элементов Л. Мейера. Открытие периодического закона (1869).
«Жизнь и деятельность Менделеева» - Иван Павлович Менделеев (1783 - 1847), отец ученого. 1834, 27 января (6 февраля) – родился Д.И.Менделеев в городе Тобольске, в Сибири. 1907, 20 января (2 февраля) Д.И.Менделеев скончался от паралича сердца. Д.И. Менеделеева (Южно-Казахстанской области, города Шымкента). Промышленность. 18 июля 1849 году Д.И.Менделеев окончил Тобольскую гимназию.
Химическая связь.
Упражнения.
1. Определить тип химической связи в следующих веществах:
Вещество | Хлорид фосфора | Серная кислота | |||
Тип связи | |||||
Вещество | Оксид бария | ||||
Тип связи |
2. Подчеркните вещества, в которых МЕЖДУ молекулами существует водородная связь :
сернистый газ; лёд; озон; этанол; этилен; уксусная кислота; фтороводород.
3. Как влияют на длину, прочность и полярность связи - радиусы атомов, их электроотрицательности, кратность связи?
а) Чем больше радиусы атомов, образовавших связь, тем длина связи _______
б) Чем больше кратность (одинарная, двойная или тройная) связи, тем её прочность ____________________
в) Чем больше разность электроотрицательностей между двумя атомами, тем полярность связи ____________
4. Сравните длину, прочность и полярность связей в молекулах:
а) длина связи: HCl ___HBr
б) прочность связи PH3_______NH3
в) полярность связи ССl4 ______CH4
г) прочность связи: N2 _______O2
д) длина связи между атомами углерода в этилене и в ацетилене: __________
е) полярность связей в NH3_________Н2О
Тесты. А4.Химическая связь.
1. Валентность атома - это
1) число химических связей, образованных данным атомом в соединении
2) степень окисления атома
3) число отданных или принятых электронов
4) число электронов, недостающее для получения электронной конфигурации ближайшего инертного газа
А. При образовании химической связи энергия всегда выделяется
Б. Энергия двойной связи меньше, чем энергия одинарной связи.
1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны
3.В веществах, образованных путем соединения одинаковых атомов, химическая связь
1)ионная 2)ковалентная полярная 3)водородная 4) ковалентная неполярная
4. Соединениями с ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью являются соответственно
1) вода и сероводород 2) бромид калия и азот
5. За счет общей электронной пары химическая связь образована в соединении
1) KI 2) НВr 3) Li2O 4) NаВr
6.Выберите пару веществ, все связи в которых - ковалентные:
1) NаСl, НСl 2) СО2, ВаО 3) СН3Сl, СН3Nа 4) SO2, NO2
7.Вещество с ковалентной полярной связью имеет формулу
1)KCl 2)HBr 3)Р4 4)CaCl2
8. Соединение с ионным характером химической связи
1)хлорид фосфора 2)бромид калия 3)оксид азота (II) 4)барий
9. В аммиаке и хлориде бария химическая связь соответственно
1) ионная и ковалентная полярная 2)ковалентная неполярная и ионная 3)ковалентная полярная и ионная 4)ковалентная неполярная и металлическая
10. Веществом с ковалентной полярной связью являются
1)оксид серы (IV) 2)кислород 3)гидрид кальция 4)алмаз
11. В каком ряду перечислены вещества только с ковалентной полярной связью:
1) СН4 Н2 Сl2 2)NH3 HBr CO2 3) PCl3 KCl CCl4 4) H2S SO2 LiF
12. В каком ряду перечислены вещества только с ионным типом связи:
1) F2O LiF SF4 2) PCl3 NaCl CO2 3) KF Li2O BaCl2 4) СаF2 CH4 CCl4
13. Соединение с ионной связью образуется при взаимодействии
1) CH4 и O2 2)NH3 и HCl 3) C2H6 и HNO3 4) SO3 и H2O
14. В каком веществе все химические связи - ковалентные неполярные?
1) Алмаз 2) Оксид углерода (IV) 3) Золото 4) Метан
15. Связь, образующаяся между элементами с порядковыми номерами 15 и 53
1)ионная 2)металлическая
3)ковалентная неполярная 4)ковалентная полярная
16. Водородная связь образуется между молекулами
1) этана 2) бензола 3) водорода 4) этанола
17. В каком веществе есть водородные связи ?
1) Сероводород 2)Лед 3) Бромоводород 4) Бензол
18.В каком веществе есть одновременно ионные и ковалентные химические связи?
1) Хлорид натрия 2) Хлороводород 3) Сульфат натрия 4) Фосфорная кислота
19. Более выраженный ионный характер имеет химическая связь в молекуле
1)бромида лития 2)хлорида меди 3)карбида кальция 4)фторида калия
20. Тремя общими электронными парами образована ковалентная связь в молекуле 1) азота 2) сероводорода 3) метана 4) хлора
21.Сколько электронов участвует в образовании химических связей в молекуле воды?4) 18
22.Четыре ковалентные связи содержит молекула: 1) СО2 2) С2H4 3) Р4 4) С3Н4
23. Число связей в молекулах увеличивается в ряду
1) СНСl3, СH4 2) СН4, SО3 3) СО2, СН4 4) SО2, NН3
24. В каком соединении ковалентная связь между атомами образуется по донорно-акцепторному механизму ? 1)КСl 2)ССl4 3) NН4Сl 4)СаСl2
25. Какая из перечисленных молекул требует наименьшей затраты энергии для разложения на атомы? 1) HI 2) Н2 3) O2 4) СО
26. Укажите молекулу, в которой энергия связи - наибольшая:
1) N≡N 2) Н-Н 3) О=О 4) Н-F
27. Укажите молекулу, в которой химическая связь - самая прочная:
1) НF 2) НСl 3) НВr 4) HI
28. Укажите ряд, характеризующийся увеличением длины химической связи
1)O2, N2, F2, Cl2 2)N2, O2, F2, Cl2 3)F2, N2, O2, Cl2 4)N2, O2, Cl2, F2
29. Длина связи Э-O увеличивается в ряду
1) оксид кремния(IV), оксид углерода(IV)
2) оксид серы(IV), оксид теллура(IV)
3) оксид стронция, оксид бериллия
4) оксид серы(IV), оксид углерода(IV)
30. В ряду СН4 – SiH4 происходит увеличение
1) прочности связей 2) окислительных свойств
3) длины связей 4) полярности связей
31. В каком ряду молекулы расположены в порядке увеличения полярности связей?
1)НF, НСl, НВr 2)Н2Sе, Н2S, Н2О 3) NH3, РН3, АsН3 4) СO2, СS2, СSе2
32. Наиболее полярна ковалентная связь в молекуле:
1) СН4 2) СF4 3) CCl4 4) CBr4
33.Укажите ряд, в котором полярность возрастает:
1)AgF, F2, HF 2)Cl2, HCl, NaCl 3)CuO, CO, O2 4) KBr, NaCl, KF
Ковалентная химическая связь, её разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи). Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь.
1. В аммиаке и хлориде бария химическая связь соответственно
1) ионная и ковалентная полярная
2) ковалентная полярная и ионная
3) ковалентная неполярная и металлическая
4) ковалентная неполярная и ионная
2. Вещества только с ионной связью приведены в ряду:
1) F2, ССl4, КС1
2) NaBr, Na2O, KI
3. Соединение с ионной связью образуется при взаимодействии
3) С2Н6 и HNO3
4. В каком ряду все вещества имеют ковалентную полярную связь?
1) HCl, NaCl. Cl2
4) NaBr. HBr. CO
5. В каком ряду записаны формулы веществ только с ковалентной полярной
1) С12, NO2, НС1
6. Ковалентная неполярная связь характерна для
1) С12 2) SO3 3) СО 4) SiO2
7. Веществом с ковалентной полярной связью является
1) С12 2) NaBr 3) H2S 4) MgCl2
8. Веществом с ковалентной связью является
1) СаС12 2) MgS 3) H2S 4) NaBr
9. Вещество с ковалентной неполярной связью имеет формулу
1) NH3 2) Сu 3) H2S 4) I2
10. Веществами с неполярной ковалентной связью являются
1) вода и алмаз
2) водород и хлор
3) медь и азот
4) бром и метан
11. Между атомами с одинаковой относительной электроотрицательностью образуется химическая связь
2) ковалентная полярная
3) ковалентная неполярная
4) водородная
12. Ковалентная полярная связь характерна для
1) KC1 2) НВг 3) Р4 4) СаСl2
13. Химический элемент, в атоме которого электроны по слоям распределены так: 2, 8, 8, 2 образует с водородом химическую связь
1)ковалентную полярную
2) ковалентную неполярную
4) металлическую
14. В молекуле какого вещества длина связи между атомами углерода наибольшая?
1} ацетилена 2) этана 3) этена 4) бензола
15. Тремя общими электронными парами образована ковалентная связь в молекуле
2) сероводорода
16. Водородные связи образуются между молекулами
1) диметилового эфира
2) метанола
3) этилена
4) этилацетата
17. Полярность связи наиболее выражена в молекуле
1) HI 2) НС1 3) HF 4) НВг
18. Веществами с неполярной ковалентной связью являются
1) вода и алмаз
2) водород и хлор
3) медь и азот
4) бром и метан
19. Водородная связь не характерна для вещества
1) Н2О 2) СН4 3) NH3 4) СНзОН
20. Ковалентная полярная связь характерна для каждого из двух веществ, формулы которых
2) СО2 и К2О
4) CS2 и РС15
21. Наименее прочная химическая связь в молекуле
1) фтора 2) хлора 3} брома 4} иода
22. В молекуле какого вещества длина химической связи наибольшая?
1) фтора 2) хлора 3) брома 4) иода
23. Ковалентные связи имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1) C4H10, NO2, NaCl
2} СО, CuO, CH3Cl
4} C6H5NO2, F2, CC14
24. Ковалентную связь имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1) СаО, С3Н6, S8
2) Fe. NaNO3, CO
3) N2, CuCO3, K2S
4) C6H5N02, SО2, CHC13
25. Ковалентную связь имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1} С3Н4, NO, Na2O
2) СО, СН3С1, PBr3
3) Р2Оз, NaHSO4, Сu
4) C6H5NO2, NaF, СС14
26. Ковалентные связи имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1) C3Ha, NO2, NaF
2) КС1, CH3Cl, C6H12О6
3) P2O5, NaHSO4, Ba
4) C2H5NH2, P4, CH3OH
27. Полярность связи наиболее выражена в молекулах
1) сероводорода
3) фосфина
4) хлороводорода
28. В молекуле какого вещества химические связи наиболее прочные?
29. Среди веществ NH4Cl, CsCl, NaNO3, PH3, HNO3 - число соединений с ионной связью равно
30. Среди веществ (NH4)2SO4, Na2SO4, CaI2, I2, CO2 - число соединений с ковалентной связью равно
Ответы: 1-2, 2-2, 3-4, 4-3, 5-4, 6-1, 7-3, 8-3, 9-4, 10-2, 11-3, 12-2, 13-3, 14-2, 15-1, 16-2, 17-3, 18-2, 19-2, 20-4, 21-4, 22-4, 23-4, 24-4, 25-2, 26-4, 27-4, 28-1, 29-3, 30-4
