Իոնային կապ

(օգտագործվել են նյութեր http://www.hemi.nsu.ru/ucheb138.htm կայքից)

Իոնային կապը տեղի է ունենում հակառակ լիցքավորված իոնների միջև էլեկտրաստատիկ ներգրավման միջոցով: Այս իոնները առաջանում են էլեկտրոնների մի ատոմից մյուսը տեղափոխելու արդյունքում։ Իոնային կապ է ձևավորվում ատոմների միջև, որոնք ունեն էլեկտրաբացասականության մեծ տարբերություն (սովորաբար Փոլինգի սանդղակով 1,7-ից ավելի), օրինակ՝ ալկալիական մետաղի և հալոգենի ատոմների միջև։

Դիտարկենք իոնային կապի առաջացումը՝ օգտագործելով NaCl-ի առաջացման օրինակը:

Ատոմների էլեկտրոնային բանաձևերից

Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 and

Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

Տեսանելի է, որ արտաքին մակարդակն ավարտելու համար նատրիումի ատոմի համար ավելի հեշտ է հրաժարվել մեկ էլեկտրոնից, քան ստանալ յոթ, իսկ քլորի ատոմի համար ավելի հեշտ է ստանալ մեկ էլեկտրոն, քան յոթը: Քիմիական ռեակցիաների ժամանակ նատրիումի ատոմը տալիս է մեկ էլեկտրոն, իսկ քլորի ատոմը վերցնում է այն։ Արդյունքում, նատրիումի և քլորի ատոմների էլեկտրոնային թաղանթները վերածվում են ազնիվ գազերի կայուն էլեկտրոնային թաղանթների (նատրիումի կատիոնի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա

Na + 1s 2 2s 2 2p 6,

իսկ քլորի անիոնի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան է

Cl – - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6).

Իոնների էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունը հանգեցնում է NaCl մոլեկուլի առաջացմանը։

Քիմիական կապի բնույթը հաճախ արտացոլվում է նյութի ագրեգացման վիճակում և ֆիզիկական հատկություններով։ Իոնային միացությունները, ինչպիսիք են նատրիումի քլորիդը NaCl-ը, կոշտ են և հրակայուն, քանի որ դրանց «+» և «–» իոնների լիցքերի միջև առկա են էլեկտրաստատիկ ձգողականության հզոր ուժեր:

Բացասական լիցքավորված քլորի իոնը ձգում է ոչ միայն «իր» Na+ իոնը, այլև իր շուրջը գտնվող նատրիումի այլ իոններ։ Սա հանգեցնում է նրան, որ իոններից որևէ մեկի մոտ հակառակ նշանով ոչ թե մեկ իոն կա, այլ մի քանի:

Նատրիումի քլորիդի NaCl բյուրեղի կառուցվածքը:

Իրականում, յուրաքանչյուր քլորի իոնի շուրջ կա 6 նատրիումի իոն, իսկ յուրաքանչյուր նատրիումի իոնի շուրջ՝ 6 քլորի իոն: Իոնների այս կարգավորված փաթեթավորումը կոչվում է իոնային բյուրեղ: Եթե ​​մեկ քլորի ատոմը մեկուսացված է բյուրեղում, ապա այն շրջապատող նատրիումի ատոմներից այլևս հնարավոր չէ գտնել այն, որի հետ քլորը արձագանքել է:

Էլեկտրաստատիկ ուժերով միմյանց ձգվող իոնները չափազանց դժկամությամբ են փոխում իրենց տեղը արտաքին ուժի կամ ջերմաստիճանի բարձրացման ազդեցության տակ։ Բայց եթե նատրիումի քլորիդը հալեցնում են և շարունակում են տաքացնել վակուումում, այն գոլորշիանում է՝ ձևավորելով երկատոմային NaCl մոլեկուլներ։ Սա ենթադրում է, որ կովալենտային կապի ուժերը երբեք ամբողջությամբ չեն անջատվում:

Իոնային կապերի հիմնական բնութագրերը և իոնային միացությունների հատկությունները

1. Իոնային կապը ուժեղ քիմիական կապ է: Այս կապի էներգիան 300 – 700 կՋ/մոլ է:

2. Ի տարբերություն կովալենտային կապի, իոնային կապն ուղղորդված չէ, քանի որ իոնը կարող է դեպի իրեն հակառակ նշանի իոններ ձգել ցանկացած ուղղությամբ։

3. Ի տարբերություն կովալենտային կապի, իոնային կապը չհագեցած է, քանի որ հակառակ նշանի իոնների փոխազդեցությունը չի հանգեցնում նրանց ուժային դաշտերի ամբողջական փոխադարձ փոխհատուցման։

4. Իոնային կապով մոլեկուլների առաջացման ժամանակ էլեկտրոնների ամբողջական փոխանցում չի լինում, հետեւաբար բնության մեջ հարյուր տոկոսանոց իոնային կապեր գոյություն չունեն։ NaCl մոլեկուլում քիմիական կապը միայն 80% է իոնային։

5. Իոնային կապերով միացությունները բյուրեղային պինդ մարմիններ են, որոնք ունեն բարձր հալման և եռման ջերմաստիճան:

6. Իոնային միացությունների մեծ մասը լուծելի է ջրում: Իոնային միացությունների լուծույթները և հալոցքը վարում են էլեկտրական հոսանք։

Մետաղական միացում

Մետաղական բյուրեղների կառուցվածքը տարբեր է: Եթե ​​դուք ուսումնասիրեք նատրիումի մետաղի մի կտոր, ապա կտեսնեք, որ դրա արտաքին տեսքը շատ է տարբերվում ճաշի աղից։ Նատրիումը փափուկ մետաղ է, հեշտությամբ կտրվում է դանակով, հարթացվում է մուրճով, այն հեշտությամբ կարելի է հալեցնել բաժակի մեջ սպիրտային լամպի վրա (հալման ջերմաստիճանը 97,8 o C): Նատրիումի բյուրեղում յուրաքանչյուր ատոմ շրջապատված է ութ այլ նմանատիպ ատոմներով:

Մետաղական Na-ի բյուրեղային կառուցվածքը.

Նկարը ցույց է տալիս, որ խորանարդի կենտրոնում գտնվող Na ատոմն ունի 8 ամենամոտ հարևան: Բայց նույնը կարելի է ասել բյուրեղի ցանկացած այլ ատոմի մասին, քանի որ դրանք բոլորը նույնն են։ Բյուրեղը բաղկացած է այս նկարում ցուցադրված «անսահման» կրկնվող բեկորներից:

Արտաքին էներգիայի մակարդակում գտնվող մետաղների ատոմները պարունակում են փոքր թվով վալենտային էլեկտրոններ։ Քանի որ մետաղի ատոմների իոնացման էներգիան ցածր է, վալենտային էլեկտրոնները թույլ են պահպանվում այդ ատոմներում: Արդյունքում մետաղների բյուրեղային ցանցում հայտնվում են դրական լիցքավորված իոններ և ազատ էլեկտրոններ։ Այս դեպքում մետաղական կատիոնները տեղակայված են բյուրեղային ցանցի հանգույցներում, իսկ էլեկտրոններն ազատորեն շարժվում են դրական կենտրոնների դաշտում՝ ձևավորելով այսպես կոչված «էլեկտրոն գազ»։

Երկու կատիոնների միջև բացասաբար լիցքավորված էլեկտրոնի առկայությունը հանգեցնում է նրան, որ յուրաքանչյուր կատիոն փոխազդում է այս էլեկտրոնի հետ:

Այսպիսով, Մետաղական կապը մետաղական բյուրեղներում դրական իոնների միջև կապն է, որը տեղի է ունենում բյուրեղում ազատ շարժվող էլեկտրոնների ներգրավման միջոցով:

Քանի որ մետաղի վալենտային էլեկտրոնները հավասարաչափ բաշխված են բյուրեղի վրա, մետաղական կապը, ինչպես իոնային կապը, ոչ ուղղորդված կապ է: Ի տարբերություն կովալենտային կապի՝ մետաղական կապը չհագեցած կապ է։ Մետաղական կապը կովալենտային կապից նույնպես տարբերվում է ամրությամբ։ Մետաղական կապի էներգիան մոտավորապես երեքից չորս անգամ պակաս է կովալենտային կապի էներգիայից:

Էլեկտրոնային գազի բարձր շարժունակության շնորհիվ մետաղները բնութագրվում են բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակությամբ։

Մետաղական բյուրեղը բավականին պարզ տեսք ունի, բայց իրականում դրա էլեկտրոնային կառուցվածքն ավելի բարդ է, քան իոնային աղի բյուրեղները: Մետաղական տարրերի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթում բավականաչափ էլեկտրոններ չկան՝ լիարժեք «ութնյակ» կովալենտային կամ իոնային կապ ստեղծելու համար: Հետևաբար, գազային վիճակում մետաղների մեծ մասը բաղկացած է միատոմ մոլեկուլներից (այսինքն՝ առանձին ատոմներ, որոնք կապված չեն միմյանց հետ): Տիպիկ օրինակ է սնդիկի գոլորշին: Այսպիսով, մետաղական կապը մետաղի ատոմների միջև տեղի է ունենում միայն ագրեգացման հեղուկ և պինդ վիճակում:

Մետաղական կապը կարելի է նկարագրել հետևյալ կերպ. ստացված բյուրեղի մետաղի ատոմներից մի քանիսը զիջում են իրենց վալենտային էլեկտրոնները ատոմների միջև ընկած տարածությանը (նատրիումի համար սա...3s1 է)՝ վերածվելով իոնների։ Քանի որ բյուրեղի բոլոր մետաղների ատոմները նույնն են, յուրաքանչյուրն ունի վալենտային էլեկտրոն կորցնելու հավասար հնարավորություն:

Այլ կերպ ասած, էլեկտրոնների փոխանցումը չեզոք և իոնացված մետաղի ատոմների միջև տեղի է ունենում առանց էներգիայի սպառման: Այս դեպքում որոշ էլեկտրոններ միշտ հայտնվում են ատոմների միջև ընկած տարածությունում՝ «էլեկտրոնային գազի» տեսքով։

Այս ազատ էլեկտրոնները, առաջին հերթին, պահում են մետաղի ատոմները միմյանցից որոշակի հավասարակշռության հեռավորության վրա:

Երկրորդ, նրանք մետաղներին տալիս են բնորոշ «մետաղական փայլ» (ազատ էլեկտրոնները կարող են փոխազդել լույսի քվանտների հետ):

Երրորդ, ազատ էլեկտրոնները մետաղներին ապահովում են լավ էլեկտրական հաղորդունակությամբ: Մետաղների բարձր ջերմային հաղորդունակությունը բացատրվում է նաև միջատոմային տարածության մեջ ազատ էլեկտրոնների առկայությամբ. նրանք հեշտությամբ «արձագանքում են» էներգիայի փոփոխություններին և նպաստում դրա արագ փոխանցմանը բյուրեղում:

Մետաղական բյուրեղի էլեկտրոնային կառուցվածքի պարզեցված մոդել։

******** Որպես օրինակ օգտագործելով մետաղական նատրիումը՝ եկեք դիտարկենք մետաղական կապի բնույթը՝ ատոմային ուղեծրերի մասին պատկերացումների տեսանկյունից: Նատրիումի ատոմը, ինչպես շատ այլ մետաղներ, ունի վալենտային էլեկտրոնների պակաս, սակայն կան ազատ վալենտային ուղեծրեր։ Նատրիումի մեկ 3 վ էլեկտրոնն ունակ է շարժվել դեպի ազատ և մոտ էներգիայի հարևան ուղեծրից որևէ մեկը: Երբ բյուրեղի ատոմները մոտենում են միմյանց, հարևան ատոմների արտաքին ուղեծրերը համընկնում են, ինչը թույլ է տալիս արձակված էլեկտրոններին ազատորեն շարժվել բյուրեղով մեկ:

Այնուամենայնիվ, «էլեկտրոնային գազը» այնքան էլ անկարգ չէ, որքան կարող է թվալ։ Մետաղական բյուրեղներում ազատ էլեկտրոնները գտնվում են համընկնող ուղեծրերում և որոշ չափով կիսվում են՝ ձևավորելով կովալենտային կապերի պես մի բան: Նատրիումը, կալիումը, ռուբիդիումը և այլ մետաղական s-տարրերը պարզապես քիչ ընդհանուր էլեկտրոններ ունեն, ուստի դրանց բյուրեղները փխրուն են և դյուրահալ: Քանի որ վալենտային էլեկտրոնների թիվը մեծանում է, մետաղների ամրությունը հիմնականում մեծանում է։

Այսպիսով, մետաղական կապերը հակված են ձևավորվել այն տարրերի կողմից, որոնց ատոմներն իրենց արտաքին թաղանթում քիչ վալենտային էլեկտրոններ ունեն։ Այս վալենտային էլեկտրոնները, որոնք իրականացնում են մետաղական կապը, այնքան են կիսվում, որ կարող են շարժվել մետաղի բյուրեղով մեկ և ապահովել մետաղի բարձր էլեկտրական հաղորդունակություն:

NaCl բյուրեղը էլեկտրականություն չի փոխանցում, քանի որ իոնների միջև ազատ էլեկտրոններ չկան: Նատրիումի ատոմների կողմից նվիրաբերված բոլոր էլեկտրոնները ամուր պահվում են քլորի իոնների կողմից: Սա իոնային բյուրեղների և մետաղական բյուրեղների էական տարբերություններից մեկն է:

Այն, ինչ դուք այժմ գիտեք մետաղական կապի մասին, օգնում է բացատրել մետաղների մեծ մասի բարձր ճկունությունը (ճկունությունը): Մետաղը կարելի է հարթեցնել բարակ թերթիկի մեջ և քաշել մետաղալարով: Փաստն այն է, որ մետաղական բյուրեղի ատոմների առանձին շերտերը կարող են համեմատաբար հեշտությամբ սահել միմյանց. շարժական «էլեկտրոն գազը» անընդհատ մեղմացնում է առանձին դրական իոնների շարժումը՝ պաշտպանելով դրանք միմյանցից:

Իհարկե, նման բան չի կարելի անել կերակրի աղի հետ, թեեւ աղը նույնպես բյուրեղային նյութ է։ Իոնային բյուրեղներում վալենտային էլեկտրոնները սերտորեն կապված են ատոմի միջուկի հետ։ Իոնների մի շերտի տեղափոխումը մյուսի նկատմամբ մոտեցնում է նույն լիցքի իոնները և առաջացնում նրանց միջև ուժեղ վանում, որի արդյունքում բյուրեղը քայքայվում է (NaCl-ը փխրուն նյութ է)։

Իոնային բյուրեղի շերտերի տեղաշարժը հանգեցնում է նման իոնների միջև մեծ վանող ուժերի առաջացմանը և բյուրեղի ոչնչացմանը:

Նավիգացիա

• Համակցված խնդիրների լուծում՝ հիմնված նյութի քանակական բնութագրերի վրա
• Խնդրի լուծում. Նյութերի բաղադրության հաստատունության օրենքը. Հաշվարկներ՝ օգտագործելով նյութի «մոլային զանգված» և «քիմիական քանակություն» հասկացությունները

Դասի նպատակը

• Պատկերացրեք մետաղների քիմիական կապի մասին:

• Սովորեք գրել մետաղական կապի ձևավորման օրինաչափություններ:

• Ծանոթանալ մետաղների ֆիզիկական հատկություններին.

• Սովորեք հստակ տարբերակել տեսակները քիմիական կապեր .

Դասի նպատակները

• Պարզեք, թե ինչպես են նրանք փոխազդում միմյանց հետ մետաղի ատոմներ

• Որոշեք, թե ինչպես է մետաղական կապը ազդում իր կողմից ձևավորված նյութերի հատկությունների վրա

Հիմնական տերմիններ.

• Էլեկտրոնեգատիվություն - ատոմի քիմիական հատկություն, որը մոլեկուլում ատոմի ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերը ներգրավելու ունակության քանակական բնութագիր է:
• Քիմիական կապ -Ատոմների փոխազդեցության երևույթը՝ փոխազդող ատոմների էլեկտրոնային ամպերի համընկնման պատճառով։
• Մետաղական միացում ատոմների և իոնների միջև մետաղների կապն է, որը ձևավորվում է էլեկտրոնների փոխանակման միջոցով:
• Կովալենտային կապ - քիմիական կապ, որը ձևավորվում է մի զույգ վալենտային էլեկտրոնների համընկնումով: Միացումն ապահովող էլեկտրոնները կոչվում են ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ։ Գոյություն ունի 2 տեսակ՝ բևեռային և ոչ բևեռային։
• Իոնային կապ - քիմիական կապ, որը ձևավորվում է ոչ մետաղների ատոմների միջև, որի դեպքում ընդհանուր էլեկտրոնային զույգը գնում է դեպի ավելի բարձր էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմ: Արդյունքում ատոմները ձգվում են հակառակ լիցքավորված մարմինների նման։
• Ջրածնային կապ - քիմիական կապ էլեկտրաբացասական ատոմի և ջրածնի H ատոմի միջև, որը կովալենտորեն կապված է մեկ այլ էլեկտրաբացասական ատոմի հետ: Էլեկտրոնեգատիվ ատոմները կարող են լինել N, O կամ F: Ջրածնային կապերը կարող են լինել միջմոլեկուլային կամ ներմոլեկուլային:

  ԴԱՍԵՐԻ ԺԱՄԱՆԱԿ

Մետաղական քիմիական կապ

Բացահայտեք այն տարրերը, որոնք գտնվում են սխալ «հերթում»: Ինչո՞ւ:
Ca Fe P K Al Mg Na
Ո՞ր տարրերն են աղյուսակից Մենդելեևըկոչվում են մետաղներ.
Այսօր մենք կիմանանք, թե ինչ հատկություններ ունեն մետաղները և ինչպես են դրանք կախված մետաղի իոնների միջև առաջացած կապից:
Նախ, եկեք հիշենք մետաղների գտնվելու վայրը պարբերական համակարգում:
Մետաղները, ինչպես բոլորս գիտենք, սովորաբար գոյություն ունեն ոչ թե մեկուսացված ատոմների, այլ կտորի, ձուլակտորի կամ մետաղական արտադրանքի տեսքով։ Եկեք պարզենք, թե ինչն է հավաքում մետաղի ատոմները ամբողջական ծավալով:

Օրինակում մենք տեսնում ենք ոսկու կտոր: Եվ, ի դեպ, ոսկին յուրահատուկ մետաղ է։ Դարբնագործության միջոցով մաքուր ոսկի կարող է օգտագործվել 0,002 մմ հաստությամբ փայլաթիթեղ պատրաստելու համար: Փայլաթիթեղի այս բարակ թերթիկը գրեթե թափանցիկ է և լույսի ներքո կանաչ երանգ ունի: Արդյունքում, լուցկու տուփի չափ ոսկու ձուլակտորից կարող եք ստանալ բարակ փայլաթիթեղ, որը կծածկի թենիսի կորտի տարածքը։
Քիմիապես բոլոր մետաղներին բնորոշ է վալենտային էլեկտրոններից հրաժարվելու հեշտությունը, և արդյունքում՝ դրական լիցքավորված իոնների ձևավորումը և դրսևորում է միայն դրական օքսիդացում։ Այդ իսկ պատճառով ազատ վիճակում գտնվող մետաղները վերականգնող նյութեր են։ Մետաղների ատոմների ընդհանուր հատկանիշը նրանց մեծ չափերն են ոչ մետաղների համեմատ: Արտաքին էլեկտրոնները գտնվում են միջուկից մեծ հեռավորությունների վրա և, հետևաբար, թույլ կապված են դրա հետ, հետևաբար հեշտությամբ բաժանվում են։
Արտաքին մակարդակում ավելի մեծ թվով մետաղների ատոմներն ունեն փոքր թվով էլեկտրոններ՝ 1,2,3։ Այս էլեկտրոնները հեշտությամբ հանվում են, և մետաղի ատոմները դառնում են իոններ:
Ме0 – n ē ⇆ Տղամարդիկ+
մետաղի ատոմներ – էլեկտրոններ ներք. ուղեծրեր ⇆ մետաղական իոններ

Այս կերպ տարանջատված էլեկտրոնները կարող են տեղափոխվել մի իոնից մյուսը, այսինքն՝ դառնում են ազատ, կարծես դրանք կապելով մեկ ամբողջության մեջ։ Հետևաբար, պարզվում է, որ բոլոր անջատված էլեկտրոնները ընդհանուր են, քանի որ անհնար է հասկանալ։ որ էլեկտրոնը մետաղի ատոմներից որին է պատկանում։
Էլեկտրոնները կարող են միավորվել կատիոնների հետ, այնուհետև ժամանակավորապես ձևավորվում են ատոմներ, որոնցից հետո պոկվում են էլեկտրոնները։ Այս գործընթացը տեղի է ունենում անընդհատ և առանց կանգ առնելու: Պարզվում է, որ մետաղի ծավալում ատոմները շարունակաբար վերածվում են իոնների և հակառակը։ Այս դեպքում փոքր քանակությամբ ընդհանուր էլեկտրոններ կապում են մեծ թվով մետաղի ատոմներ և իոններ: Բայց կարևոր է, որ մետաղի էլեկտրոնների թիվը հավասար լինի դրական իոնների ընդհանուր լիցքին, այսինքն՝ պարզվի, որ ընդհանուր առմամբ մետաղը մնում է էլեկտրականորեն չեզոք։
Այս գործընթացը ներկայացված է որպես մոդել՝ մետաղական իոնները գտնվում են էլեկտրոնների ամպի մեջ։ Այդպիսի էլեկտրոնային ամպը կոչվում է «էլեկտրոնային գազ»։

Օրինակ, այս նկարում մենք տեսնում ենք, թե ինչպես են էլեկտրոնները շարժվում անշարժ իոնների միջև մետաղի բյուրեղային ցանցի ներսում:

Բրինձ. 2. Էլեկտրոնի շարժում

Որպեսզի ավելի լավ հասկանանք, թե ինչ է Էլեկտրոն գազը և ինչպես է այն իրեն պահում տարբեր մետաղների քիմիական ռեակցիաներում, դիտենք մի հետաքրքիր տեսանյութ։ (Ոսկին միայն որպես գույն նշված է այս տեսանյութում):

Այժմ մենք կարող ենք գրել սահմանումը. մետաղական կապը մետաղների կապն է ատոմների և իոնների միջև, որը ձևավորվում է էլեկտրոնների փոխանակմամբ:

Եկեք համեմատենք բոլոր տեսակի կապերը, որոնք մենք գիտենք և համախմբենք դրանք, որպեսզի դրանք ավելի լավ տարբերակենք, դրա համար մենք կդիտենք տեսանյութը:

Մետաղական կապը տեղի է ունենում ոչ միայն մաքուր մետաղների մեջ, այլև բնորոշ է տարբեր մետաղների և համաձուլվածքների խառնուրդներին ագրեգացման տարբեր վիճակներում:
Մետաղական կապը կարևոր է և որոշում է մետաղների հիմնական հատկությունները
- էլեկտրական հաղորդունակություն - էլեկտրոնների պատահական շարժում մետաղի ծավալով: Բայց մի փոքր պոտենցիալ տարբերությամբ, որպեսզի էլեկտրոնները շարժվեն կանոնավոր կերպով։ Լավագույն հաղորդունակությամբ մետաղներն են՝ Ag, Cu, Au, Al.
- պլաստիկություն
Մետաղական շերտերի միջև կապերը այնքան էլ նշանակալի չեն, դա թույլ է տալիս շերտերին շարժվել ծանրաբեռնվածության տակ (դեֆորմացնել մետաղը՝ առանց այն կոտրելու): Լավագույն դեֆորմացվող մետաղները (փափուկ) են Au, Ag, Cu.
- մետաղական փայլ
Էլեկտրոնային գազը արտացոլում է լույսի գրեթե բոլոր ճառագայթները։ Ահա թե ինչու մաքուր մետաղներն այդքան փայլում են և ամենից հաճախ ունենում են մոխրագույն կամ սպիտակ գույն։ Մետաղներ, որոնք լավագույն արտացոլիչներն են Ag, Cu, Al, Pd, Hg

Տնային աշխատանք

Վարժություն 1
Ընտրե՛ք այն նյութերի բանաձևերը, որոնք ունեն
ա) կովալենտ բևեռային կապ՝ Cl2, KCl, NH3, O2, MgO, CCl4, SO2;
բ) իոնային կապով՝ HCl, KBr, P4, H2S, Na2O, CO2, CaS:
Վարժություն 2
Անցեք հավելյալը.
ա) CuCl2, Al, MgS
բ) N2, HCl, O2
գ) Ca, CO2, Fe
դ) MgCl2, NH3, H2

Նատրիումի մետաղը, լիթիումի մետաղը և այլ ալկալային մետաղները փոխում են բոցի գույնը։ Մետաղական լիթիումը և նրա աղերը կրակին տալիս են կարմիր գույն, մետաղական նատրիումի և նատրիումի աղերը՝ դեղին, մետաղական կալիումը և նրա աղերը՝ մանուշակագույն, իսկ ռուբիդիումը և ցեզիումը տալիս են մանուշակագույն, բայց ավելի բաց գույն:

Բրինձ. 4. Լիթիումի մետաղի մի կտոր

Բրինձ. 5. Ֆլեյմի գունավորում մետաղներով

Լիթիում (Li): Լիթիումի մետաղը, ինչպես նատրիումի մետաղը, ալկալիական մետաղ է: Երկուսն էլ լուծելի են ջրի մեջ։ Նատրիումը, երբ լուծվում է ջրի մեջ, ձևավորում է կաուստիկ սոդա՝ շատ ուժեղ թթու։ Երբ ալկալային մետաղները լուծվում են ջրի մեջ, մեծ քանակությամբ ջերմություն և գազ (ջրածին) է արտազատվում։ Նման մետաղներին ցանկալի է ձեռքով չդիպչել, քանի որ կարող եք այրվել։

Մատենագիտություն

1. Դաս «Մետաղական քիմիական կապ» թեմայով, քիմիայի ուսուցիչ Թուխտա Վալենտինա Անատոլիևնա «Եսենովիչսկայայի միջնակարգ դպրոց»
2. F. A. Derkach «Քիմիա» - գիտամեթոդական ձեռնարկ: - Կիև, 2008 թ.
3. L. B. Tsvetkova «Անօրգանական քիմիա» - 2-րդ հրատարակություն, շտկված և ընդլայնված: – Լվով, 2006 թ.
4. V. V. Malinovsky, P. G. Nagorny «Անօրգանական քիմիա» - Կիև, 2009 թ.
5. Գլինկա Ն.Լ. Ընդհանուր քիմիա. – 27-րդ հրատ./ Under. խմբ. Վ.Ա. Ռաբինովիչ. – Լ.: Քիմիա, 2008. – 704 pp.

Խմբագրել և ուղարկել է Լիսնյակ Ա.Վ.

Աշխատել է դասի վրա.

Թուխտա Վ.Ա.

Լիսնյակ Ա.Վ.

Դուք կարող եք հարց բարձրացնել ժամանակակից կրթության մասին, արտահայտել գաղափար կամ լուծել հրատապ խնդիր Ուսումնական ֆորում, որտեղ թարմ մտքի և գործողության կրթական խորհուրդը հանդիպում է միջազգայնորեն: Ստեղծելով բլոգ, Քիմիա 8-րդ դասարան

Մետաղական միացում

Կատիոնի և անիոնի միջև էլեկտրաստատիկ ձգողության արդյունքում առաջանում է մոլեկուլ։

Իոնային կապ

Իոնային կապի տեսությունն առաջարկել է 1916 ᴦ. Գերմանացի գիտնական Վ.Կոսել. Այս տեսությունը բացատրում է միջև կապերի ձևավորումը բնորոշ մետաղների և ատոմների ատոմներբնորոշ ոչ մետաղներ: CsF, CsCl, NaCl, KF, KCl, Na 2 O և այլն:

Ըստ այս տեսության, երբ ձևավորվում է իոնային կապ, տիպիկ մետաղների ատոմները հրաժարվում են էլեկտրոններից, իսկ բնորոշ ոչ մետաղների ատոմները ընդունում են էլեկտրոններ։

Այս պրոցեսների արդյունքում մետաղի ատոմները վերածվում են դրական լիցքավորված մասնիկների, որոնք կոչվում են դրական իոններ կամ կատիոններ; իսկ ոչ մետաղների ատոմները վերածվում են բացասական իոնների՝ անիոնների։ Կատիոնի լիցքը հավասար է տրված էլեկտրոնների քանակին։

Մետաղների ատոմները էլեկտրոններ են նվիրաբերում իրենց արտաքին շերտին և ստացված իոններն ունեն ամբողջական էլեկտրոնային կառուցվածքներ (նախաարտաքին էլեկտրոնային շերտ):

Անիոնի բացասական լիցքի մեծությունը հավասար է ընդունված էլեկտրոնների թվին։

Ոչ մետաղների ատոմներն ընդունում են էլեկտրոնների այն թիվը, որը չափազանց կարևոր է նրանց համար էլեկտրոնային օկտետի ավարտը (արտաքին էլեկտրոնային շերտ):

Օրինակ՝ NaCl մոլեկուլի առաջացման ընդհանուր սխեման Na և C1 ատոմներից. Na°-le = Na +1 Իոնների ձևավորում.

Сl°+1е - = Сl -

Na +1 + Cl - = Na + Cl -

Na°+ Сl°= Na + Сl - Իոնների միացություն

· Իոնների միջև կապը սովորաբար կոչվում է իոնային կապ:

Այն միացությունները, որոնք բաղկացած են իոններից, կոչվում են իոնային միացություններ.

Իոնային միացության մոլեկուլում բոլոր իոնների լիցքերի հանրահաշվական գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի,քանի որ ցանկացած մոլեկուլ էլեկտրականորեն չեզոք մասնիկ է:

Իոնային և կովալենտային կապերի միջև չկա սուր սահման: Իոնային կապը կարելի է համարել որպես բևեռային կովալենտ կապի ծայրահեղ դեպք, որի դեպքում առաջանում է ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ ամբողջությամբշարժվում է դեպի ատոմ ավելի բարձր էլեկտրաբացասականությամբ:

Տիպիկ մետաղական ատոմների մեծ մասը իրենց արտաքին էլեկտրոնային շերտում ունեն փոքր թվով էլեկտրոններ (սովորաբար 1-ից 3); այս էլեկտրոնները կոչվում են վալենտային էլեկտրոններ: Մետաղների ատոմներում վալենտային էլեկտրոնների և միջուկի միջև կապի ուժը ցածր է, այսինքն՝ ատոմներն ունեն ցածր իոնացման էներգիա։ Սա հեշտացնում է վալենտային էլեկտրոնների կորուստը հմետաղի ատոմների փոխակերպումը դրական լիցքավորված իոնների (կատիոնների).

Ме° -ne ® Ме n +

Մետաղի բյուրեղային կառուցվածքում վալենտային էլեկտրոններն ունեն մի ատոմից մյուսը հեշտությամբ տեղափոխվելու հատկություն, ինչը հանգեցնում է բոլոր հարևան ատոմների էլեկտրոնների կիսմանը։ Պարզեցված ձևով մետաղական բյուրեղի կառուցվածքը ներկայացված է հետևյալ կերպ. բյուրեղային ցանցի հանգույցներում կան Me n+ իոններ և Me° ատոմներ, և վալենտային էլեկտրոնները համեմատաբար ազատ են շարժվում դրանց միջև՝ կապեր հաստատելով բոլոր ատոմների և իոնների միջև։ մետաղը (նկ. 3): Սա քիմիական կապի հատուկ տեսակ է, որը կոչվում է մետաղական կապ:

· Մետաղական կապ - բյուրեղային ցանցում մետաղների ատոմների և իոնների միջև կապ, որն իրականացվում է ընդհանուր վալենտային էլեկտրոնների միջոցով:

Այս տեսակի քիմիական կապի շնորհիվ մետաղներն ունեն որոշակի ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ, որոնք տարբերում են դրանք ոչ մետաղներից:

Բրինձ. 3. Մետաղների բյուրեղային ցանցի դիագրամ.

Մետաղական կապի ամրությունը ապահովում է բյուրեղյա ցանցի կայունությունը և մետաղների պլաստիկությունը (առանց ոչնչացման տարբեր մշակումներ անցնելու ունակություն): Վալենտային էլեկտրոնների ազատ տեղաշարժը մետաղներին թույլ է տալիս լավ անցկացնել էլեկտրական հոսանք և տաքացնել: Լույսի ալիքներն արտացոլելու ունակությունը (ᴛ.ᴇ. մետաղական փայլ) բացատրվում է նաև մետաղի բյուրեղային ցանցի կառուցվածքով։

Այնուամենայնիվ, մետաղների առավել բնորոշ ֆիզիկական հատկությունները, որոնք հիմնված են մետաղական կապի առկայության վրա, հետևյալն են.

■ բյուրեղյա կառուցվածք;

■մետաղական փայլ և անթափանցիկություն;

■պլաստիկություն, ճկունություն, հալածություն;

■ բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն; և համաձուլվածքների ձևավորման միտում:

Մետաղական կապ - հայեցակարգ և տեսակներ: «Մետաղական կապ» կատեգորիայի դասակարգումը և առանձնահատկությունները 2017, 2018 թ.

- Մետաղական միացում

- Մետաղական միացում

Հենց «մետաղական կապ» անվանումը ցույց է տալիս, որ խոսքը մետաղների ներքին կառուցվածքի մասին է։ Արտաքին էներգիայի մակարդակում գտնվող մետաղների մեծ մասի ատոմները պարունակում են փոքր թվով վալենտային էլեկտրոններ՝ համեմատած արտաքինների ընդհանուր թվի հետ, որոնք էներգետիկորեն մոտ են... ։

- Մետաղական միացում

Մետաղական կապը հիմնված է վալենտային էլեկտրոնների բաշխման վրա, որոնք պատկանում են ոչ թե երկու, այլ բյուրեղի մետաղի գրեթե բոլոր ատոմներին: Մետաղներում շատ ավելի քիչ վալենտային էլեկտրոններ կան, քան ազատ ուղեծրերը։ Սա պայմաններ է ստեղծում ազատ տեղաշարժի համար... .

- Մետաղական միացում

Մետաղներում քիմիական կապերի բնույթի վերաբերյալ էական տեղեկատվություն կարելի է ձեռք բերել երկու բնորոշ հատկանիշների հիման վրա՝ համեմատած կովալենտային և իոնային միացությունների հետ։ Մետաղները, առաջին հերթին, տարբերվում են այլ նյութերից իրենց բարձր էլեկտրական հաղորդունակությամբ և... .

- Մետաղական միացում

Մետաղներում քիմիական կապերի բնույթի մասին զգալի տեղեկություններ կարելի է ստանալ դրանց երկու բնորոշ հատկանիշների հիման վրա՝ համեմատած կովալենտային և իոնային միացությունների հետ։ Մետաղները, առաջին հերթին, տարբերվում են այլ նյութերից իրենց բարձր էլեկտրական հաղորդունակությամբ և... .

- Մետաղական միացում

Օրբիտալների հիբրիդացում և մոլեկուլների տարածական կոնֆիգուրացիա Մոլեկուլի տեսակ Ատոմի սկզբնական ուղեծրեր A Հիբրիդացման տեսակ Ատոմի հիբրիդային օրբիտալների քանակը A AB2 AB3 AB4 մոլեկուլի տարածական կոնֆիգուրացիա s + p s + p + p s + sp2 + p + p ....

- Մետաղական միացում: Մետաղական կապի հատկությունները.

Մետաղական կապը քիմիական կապ է, որն առաջանում է համեմատաբար ազատ էլեկտրոնների առկայությամբ։ Բնութագիր ինչպես մաքուր մետաղներին, այնպես էլ դրանց համաձուլվածքներին և միջմետաղական միացություններին: Մետաղական կապի մեխանիզմ Բյուրեղային ցանցի բոլոր հանգույցներում կան... .

- Մոլեկուլի կառուցվածքը. Քիմիական կապի տեսություն. Իոնային կապ Մետաղական կապ. Կովալենտային կապ. Հաղորդակցության էներգիա. Հղման երկարությունը. Կապի անկյուն. Քիմիական կապերի հատկությունները.

Մոլեկուլը նյութի ամենափոքր մասնիկն է, որն ունի իր քիմիական հատկությունները։ Համաձայն քիմիական կապի տեսության՝ տարրի կայուն վիճակը համապատասխանում է արտաքին մակարդակի s2p6 (արգոն, կրիպտոն, ռադոն և այլն) էլեկտրոնային բանաձևով կառուցվածքին։ Ուսման ընթացքում...

Պետական ​​միասնական քննության կոդավորիչի թեմաները. Կովալենտ քիմիական կապը, դրա տեսակները և ձևավորման մեխանիզմները: Կովալենտային կապերի բնութագրերը (բևեռականություն և կապի էներգիա): Իոնային կապ. Մետաղական միացում. Ջրածնային կապ

Ներմոլեկուլային քիմիական կապեր

Նախ, եկեք նայենք կապերին, որոնք առաջանում են մոլեկուլների ներսում գտնվող մասնիկների միջև: Նման կապերը կոչվում են ներմոլեկուլային.

Քիմիական կապ քիմիական տարրերի ատոմների միջև ունի էլեկտրաստատիկ բնույթ և ձևավորվում է շնորհիվ արտաքին (վալենտային) էլեկտրոնների փոխազդեցությունը, քիչ թե շատ աստիճանով պահվում են դրական լիցքավորված միջուկների կողմիցկապված ատոմներ.

Այստեղ հիմնական հայեցակարգն է ԷԼԵԿՏՐԱԲԱԶԵՑԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ. Հենց դա էլ որոշում է ատոմների միջև քիմիական կապի տեսակը և այս կապի հատկությունները։

ատոմի գրավելու (պահելու) կարողությունն է արտաքին(վալենտություն) էլեկտրոններ. Էլեկտրոնեգատիվությունը որոշվում է արտաքին էլեկտրոնների միջուկի ձգման աստիճանով և հիմնականում կախված է ատոմի շառավղից և միջուկի լիցքից։

Էլեկտրոնեգատիվությունը դժվար է միանշանակ որոշել: Լ. Փոլինգը կազմել է հարաբերական էլեկտրաբացասականների աղյուսակ (հիմնվելով երկատոմային մոլեկուլների կապի էներգիաների վրա)։ Առավել էլեկտրաբացասական տարրն է ֆտորինիմաստով 4 .

Կարևոր է նշել, որ տարբեր աղբյուրներում կարող եք գտնել էլեկտրաբացասականության արժեքների տարբեր սանդղակներ և աղյուսակներ: Սա չպետք է անհանգստանա, քանի որ քիմիական կապի ձևավորումը դեր է խաղում ատոմներ, և դա մոտավորապես նույնն է ցանկացած համակարգում:

Եթե ​​A:B քիմիական կապի ատոմներից մեկն ավելի ուժեղ է ձգում էլեկտրոններին, ապա էլեկտրոնային զույգը շարժվում է դեպի այն։ Որքան ավելի շատ էլեկտրաբացասականության տարբերությունատոմները, այնքան ավելի շատ է տեղաշարժվում էլեկտրոնային զույգը:

Եթե ​​փոխազդող ատոմների էլեկտրաբացասականությունը հավասար կամ մոտավորապես հավասար է. EO(A)≈EO(B), ապա ընդհանուր էլեկտրոնային զույգը չի շարժվում դեպի ատոմներից որևէ մեկը. Ա: Բ. Այս կապը կոչվում է կովալենտ ոչ բևեռ.

Եթե ​​փոխազդող ատոմների էլեկտրաբացասականությունը տարբերվում է, բայց ոչ մեծապես (էլեկտրբացասականության տարբերությունը մոտավորապես 0,4-ից 2 է. 0,4<ΔЭО<2 ), այնուհետև էլեկտրոնային զույգը տեղափոխվում է ատոմներից մեկը։ Այս կապը կոչվում է կովալենտ բևեռ .

Եթե ​​փոխազդող ատոմների էլեկտրաբացասականությունը զգալիորեն տարբերվում է (էլեկտրբացասականության տարբերությունը 2-ից մեծ է. ΔEO>2), այնուհետև էլեկտրոններից մեկը գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է մեկ այլ ատոմ՝ առաջացումով իոններ. Այս կապը կոչվում է իոնային.

Քիմիական կապերի հիմնական տեսակները − կովալենտ, իոնայինԵվ մետաղականհաղորդակցություններ. Եկեք մանրամասն նայենք դրանց:

Կովալենտ քիմիական կապ

Կովալենտային կապ – դա քիմիական կապ է , ձևավորվել է շնորհիվ A:B ընդհանուր էլեկտրոնային զույգի ձևավորում . Ընդ որում՝ երկու ատոմ համընկնումըատոմային ուղեծրեր. Կովալենտային կապը ձևավորվում է էլեկտրաբացասականության փոքր տարբերությամբ ատոմների փոխազդեցությունից (սովորաբար երկու ոչ մետաղների միջև) կամ մեկ տարրի ատոմներ։

Կովալենտային կապերի հիմնական հատկությունները

• կենտրոնանալ,
• հագեցվածություն,
• բևեռականություն,
• բևեռացում.

Այս կապող հատկությունները ազդում են նյութերի քիմիական և ֆիզիկական հատկությունների վրա:

Հաղորդակցման ուղղություն բնութագրում է նյութերի քիմիական կառուցվածքը և ձևը. Երկու կապերի միջև եղած անկյունները կոչվում են կապի անկյուններ: Օրինակ, ջրի մոլեկուլում կապի անկյունը H-O-H 104,45 o է, հետևաբար ջրի մոլեկուլը բևեռային է, իսկ մեթանի մոլեկուլում կապի անկյունը H-C-H 108 o 28′ է:

Հագեցվածություն ատոմների սահմանափակ թվով կովալենտային քիմիական կապեր ձևավորելու ունակությունն է։ Այն կապերի թիվը, որը կարող է առաջացնել ատոմը, կոչվում է:

Բևեռականությունկապը տեղի է ունենում տարբեր էլեկտրաբացասականություն ունեցող երկու ատոմների միջև էլեկտրոնային խտության անհավասար բաշխման պատճառով: Կովալենտային կապերը բաժանվում են բևեռային և ոչ բևեռային:

Բևեռացում կապերն են արտաքին էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ կապի էլեկտրոնների տեղաշարժվելու ունակությունը(մասնավորապես, մեկ այլ մասնիկի էլեկտրական դաշտը): Բևեռացումը կախված է էլեկտրոնների շարժունակությունից: Որքան հեռու է էլեկտրոնը միջուկից, այնքան ավելի շարժուն է այն, և, համապատասխանաբար, մոլեկուլն ավելի բևեռացվող է:

Կովալենտային ոչ բևեռային քիմիական կապ

Կովալենտային կապի 2 տեսակ կա. ԲԵՎԵՂԵվ ՈՉ ԲԵՎԵՂ .

Օրինակ . Դիտարկենք ջրածնի H2 մոլեկուլի կառուցվածքը։ Ջրածնի յուրաքանչյուր ատոմ իր արտաքին էներգիայի մակարդակում կրում է 1 չզույգված էլեկտրոն: Ատոմը ցուցադրելու համար մենք օգտագործում ենք Լյուիսի կառուցվածքը. սա ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակի կառուցվածքի դիագրամ է, երբ էլեկտրոնները նշվում են կետերով: Լյուիս կետի կառուցվածքի մոդելները բավականին օգտակար են երկրորդ շրջանի տարրերի հետ աշխատելիս:

Հ. + . H = H:H

Այսպիսով, ջրածնի մոլեկուլն ունի մեկ ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ և մեկ H–H քիմիական կապ։ Այս էլեկտրոնային զույգը չի շարժվում դեպի ջրածնի ատոմներից որևէ մեկը, քանի որ Ջրածնի ատոմներն ունեն նույն էլեկտրաբացասականությունը։ Այս կապը կոչվում է կովալենտ ոչ բևեռ .

Կովալենտային ոչ բևեռային (սիմետրիկ) կապ կովալենտային կապ է, որը ձևավորվում է հավասար էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմների կողմից (սովորաբար նույն ոչ մետաղների) և, հետևաբար, ատոմների միջուկների միջև էլեկտրոնային խտության միատեսակ բաշխմամբ։

Ոչ բևեռային կապերի դիպոլային մոմենտը 0 է։

Օրինակներ: H 2 (H-H), O 2 (O=O), S 8:

Կովալենտ բևեռային քիմիական կապ

Կովալենտ բևեռային կապ կովալենտային կապ է, որը տեղի է ունենում միջև տարբեր էլեկտրաբացասականությամբ ատոմներ (սովորաբար, տարբեր ոչ մետաղներ) և բնութագրվում է տեղաշարժըկիսել է էլեկտրոնային զույգը ավելի էլեկտրաբացասական ատոմի հետ (բևեռացում):

Էլեկտրոնի խտությունը տեղափոխվում է ավելի էլեկտրաբացասական ատոմ, հետևաբար դրա վրա հայտնվում է մասնակի բացասական լիցք (δ-), իսկ ավելի քիչ էլեկտրաբացասական ատոմի վրա՝ մասնակի դրական լիցք (δ+, դելտա +):

Որքան մեծ է ատոմների էլեկտրաբացասականության տարբերությունը, այնքան բարձր է բևեռականությունկապեր և այլն դիպոլային պահ . Հարևան մոլեկուլների և հակառակ նշանի լիցքերի միջև գործում են լրացուցիչ գրավիչ ուժեր, որոնք մեծանում են ուժհաղորդակցություններ.

Կապի բևեռականությունը ազդում է միացությունների ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների վրա: Ռեակցիայի մեխանիզմները և նույնիսկ հարևան կապերի ռեակտիվությունը կախված են կապի բևեռականությունից։ Կապի բևեռականությունը հաճախ որոշում է մոլեկուլային բևեռականությունև այդպիսով ուղղակիորեն ազդում է այնպիսի ֆիզիկական հատկությունների վրա, ինչպիսիք են եռման և հալման կետը, լուծելիությունը բևեռային լուծիչներում:

Օրինակներ. HCl, CO 2, NH 3:

Կովալենտային կապի առաջացման մեխանիզմները

Կովալենտային քիմիական կապերը կարող են առաջանալ 2 մեխանիզմով.

1. Փոխանակման մեխանիզմ Կովալենտային քիմիական կապի ձևավորումն այն է, երբ յուրաքանչյուր մասնիկ ապահովում է մեկ չզույգված էլեկտրոն՝ ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ ձևավորելու համար.

Ա . + . B= A:B

2. Կովալենտային կապի ձևավորումը մեխանիզմ է, որի դեպքում մասնիկներից մեկը ապահովում է միայնակ զույգ էլեկտրոններ, իսկ մյուս մասնիկն ապահովում է դատարկ ուղեծիր այս էլեկտրոնային զույգի համար.

A: + B= A:B

Այս դեպքում ատոմներից մեկը ապահովում է միայնակ զույգ էլեկտրոններ ( դոնոր), իսկ մյուս ատոմն ապահովում է դատարկ ուղեծիր այդ զույգի համար ( ընդունող) Երկու կապերի առաջացման արդյունքում էլեկտրոնների էներգիան նվազում է, այսինքն. սա օգտակար է ատոմների համար:

Կովալենտային կապ, որը ձևավորվում է դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով տարբեր չէփոխանակման մեխանիզմով ձևավորված այլ կովալենտային կապերի հատկություններում։ Դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով կովալենտային կապի ձևավորումը բնորոշ է կա՛մ մեծ թվով էլեկտրոններով արտաքին էներգիայի մակարդակում (էլեկտրոնների դոնորներ), կա՛մ, ընդհակառակը, շատ փոքր թվով էլեկտրոններով (էլեկտրոնների ընդունիչներ): Ատոմների վալենտային հնարավորությունները ավելի մանրամասն քննարկվում են համապատասխան բաժնում։

Կովալենտային կապը ձևավորվում է դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով.

- մոլեկուլում ածխածնի երկօքսիդ CO(մոլեկուլում կապը եռակի է, 2 կապ առաջանում է փոխանակման մեխանիզմով, մեկը՝ դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով՝ C≡O;

-Վ ամոնիումի իոն NH 4 +, իոններով օրգանական ամիններ, օրինակ, մեթիլամոնիումի իոնում CH 3 -NH 2 +;

-Վ բարդ միացություններ, քիմիական կապ կենտրոնական ատոմի և լիգանդի խմբերի միջև, օրինակ՝ նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ Na-ում կապը ալյումինի և հիդրօքսիդի իոնների միջև.

-Վ ազոտական ​​թթու և դրա աղերը- նիտրատներ՝ HNO 3, NaNO 3, որոշ այլ ազոտային միացություններում;

- մոլեկուլում օզոն O3.

Կովալենտային կապերի հիմնական բնութագրերը

Կովալենտային կապերը սովորաբար ձևավորվում են ոչ մետաղների ատոմների միջև: Կովալենտային կապի հիմնական բնութագրերն են երկարությունը, էներգիան, բազմապատկությունը և ուղղորդվածությունը:

Քիմիական կապի բազմակիությունը

Քիմիական կապի բազմակիությունը - Սա միացության երկու ատոմների միջև ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերի թիվը. Կապի բազմակիությունը կարելի է հեշտությամբ որոշել մոլեկուլը կազմող ատոմների արժեքներից:

Օրինակ , ջրածնի H 2 մոլեկուլում կապի բազմակիությունը 1 է, քանի որ Յուրաքանչյուր ջրածին իր արտաքին էներգիայի մակարդակում ունի միայն 1 չզույգված էլեկտրոն, հետևաբար ձևավորվում է մեկ ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ:

O 2 թթվածնի մոլեկուլում կապի բազմակիությունը 2 է, քանի որ Արտաքին էներգիայի մակարդակի յուրաքանչյուր ատոմ ունի 2 չզույգված էլեկտրոն՝ O=O:

Ազոտի N2 մոլեկուլում կապի բազմապատկությունը 3 է, քանի որ Յուրաքանչյուր ատոմի միջև կան 3 չզույգված էլեկտրոններ արտաքին էներգիայի մակարդակում, և ատոմները կազմում են 3 ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ N≡N:

Կովալենտային կապի երկարությունը

Քիմիական կապի երկարությունը կապը կազմող ատոմների միջուկների կենտրոնների միջև հեռավորությունն է։ Այն որոշվում է փորձարարական ֆիզիկական մեթոդներով։ Կապի երկարությունը կարելի է մոտավորապես գնահատել՝ օգտագործելով հավելումների կանոնը, ըստ որի AB մոլեկուլում կապի երկարությունը մոտավորապես հավասար է A 2 և B 2 մոլեկուլների կապի երկարությունների գումարի կեսին.

Քիմիական կապի երկարությունը կարելի է մոտավորապես գնահատել ատոմային շառավիղներովկապ ստեղծելով, կամ կապի բազմակիությամբ, եթե ատոմների շառավիղները շատ տարբեր չեն։

Քանի որ կապ կազմող ատոմների շառավիղները մեծանում են, կապի երկարությունը կավելանա:

Օրինակ

Ատոմների միջև կապերի բազմակի մեծացման հետ (որոնց ատոմային շառավիղները չեն տարբերվում կամ փոքր-ինչ տարբերվում են), կապի երկարությունը կնվազի:

Օրինակ . Շարքերում՝ C–C, C=C, C≡C, կապի երկարությունը նվազում է։

Հաղորդակցման էներգիա

Քիմիական կապի ուժի չափանիշը կապի էներգիան է: Հաղորդակցման էներգիա որոշվում է էներգիայով, որն անհրաժեշտ է կապը կոտրելու և այդ կապը ձևավորող ատոմները միմյանցից անսահման մեծ հեռավորության վրա հեռացնելու համար:

Կովալենտային կապն է շատ դիմացկուն.Նրա էներգիան տատանվում է մի քանի տասնյակից մինչև մի քանի հարյուր կՋ/մոլ։ Որքան մեծ է կապի էներգիան, այնքան մեծ է կապի ուժը և հակառակը:

Քիմիական կապի ուժը կախված է կապի երկարությունից, կապի բևեռականությունից և կապի բազմակիությունից: Որքան երկար է քիմիական կապը, այնքան ավելի հեշտ է այն կոտրվել, և որքան ցածր է կապի էներգիան, այնքան ցածր է դրա ամրությունը: Որքան կարճ է քիմիական կապը, այնքան ավելի ամուր է այն, և այնքան մեծ է կապի էներգիան:

Օրինակ, HF, HCl, HBr միացությունների շարքում՝ ձախից աջ, քիմիական կապի ամրությունը. նվազում է, որովհետեւ Միացման երկարությունը մեծանում է:

Իոնային քիմիական կապ

Իոնային կապ վրա հիմնված քիմիական կապ է իոնների էլեկտրաստատիկ ձգում.

Իոններառաջանում են ատոմների կողմից էլեկտրոններ ընդունելու կամ նվիրաբերելու գործընթացում։ Օրինակ, բոլոր մետաղների ատոմները թույլ են պահում էլեկտրոնները արտաքին էներգիայի մակարդակից: Հետեւաբար, մետաղի ատոմները բնութագրվում են վերականգնող հատկություններ- էլեկտրոններ նվիրելու ունակություն.

Օրինակ. Նատրիումի ատոմը պարունակում է 1 էլեկտրոն 3 էներգիայի մակարդակում: Հեշտությամբ հրաժարվելով դրանից՝ նատրիումի ատոմը ձևավորում է շատ ավելի կայուն Na + իոն՝ ազնիվ գազի նեոն Neon-ի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայով։ Նատրիումի իոնը պարունակում է 11 պրոտոն և ընդամենը 10 էլեկտրոն, ուստի իոնի ընդհանուր լիցքը -10+11 = +1 է:

+11Նա) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 Նա +) 2 ) 8

Օրինակ. Քլորի ատոմն իր արտաքին էներգիայի մակարդակում պարունակում է 7 էլեկտրոն: Կայուն իներտ արգոնի Ar ատոմի կոնֆիգուրացիան ձեռք բերելու համար քլորին անհրաժեշտ է ձեռք բերել 1 էլեկտրոն: Էլեկտրոն ավելացնելուց հետո առաջանում է կայուն քլորի իոն՝ բաղկացած էլեկտրոններից։ Իոնի ընդհանուր լիցքը -1 է:

+17Cl) 2 ) 8 ) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8

Նշում:

• Իոնների հատկությունները տարբերվում են ատոմների հատկություններից։
• Կայուն իոնները կարող են ձևավորվել ոչ միայն ատոմներ, Ինչպես նաեւ ատոմների խմբեր. Օրինակ՝ ամոնիումի իոն NH 4 +, սուլֆատ իոն SO 4 2- և այլն: Նման իոններից առաջացած քիմիական կապերը նույնպես համարվում են իոնային;
• Իոնային կապերը սովորաբար ձևավորվում են միմյանց միջև մետաղներԵվ ոչ մետաղներ(ոչ մետաղական խմբեր);

Ստացված իոնները ձգվում են էլեկտրական ձգողականության շնորհիվ՝ Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-։

Եկեք տեսողականորեն ամփոփենք տարբերությունը կովալենտային և իոնային կապերի տեսակների միջև:

Մետաղական միացում կապ է, որը ձևավորվում է հարաբերականորեն ազատ էլեկտրոններմիջեւ մետաղական իոններ, ձևավորելով բյուրեղյա վանդակ:

Մետաղների ատոմները սովորաբար գտնվում են արտաքին էներգիայի մակարդակի վրա մեկից երեք էլեկտրոն. Մետաղների ատոմների շառավիղները, որպես կանոն, մեծ են, հետևաբար, մետաղի ատոմները, ի տարբերություն ոչ մետաղների, բավականին հեշտությամբ հրաժարվում են իրենց արտաքին էլեկտրոններից, այսինքն. ուժեղ վերականգնող նյութեր են.

Էլեկտրոններ նվիրաբերելով՝ մետաղի ատոմները վերածվում են դրական լիցքավորված իոններ . Անջատված էլեկտրոնները համեմատաբար ազատ են շարժվում ենդրական լիցքավորված մետաղական իոնների միջև: Այս մասնիկների միջև կապ է առաջանում, որովհետեւ Ընդհանուր էլեկտրոնները պահում են մետաղական կատիոնները, որոնք դասավորված են միմյանց հետ շերտերով , այսպիսով ստեղծելով բավականին ուժեղ մետաղական բյուրեղյա վանդակ . Այս դեպքում էլեկտրոնները շարունակաբար շարժվում են քաոսային, այսինքն. Անընդհատ հայտնվում են նոր չեզոք ատոմներ և նոր կատիոններ։

Միջմոլեկուլային փոխազդեցություններ

Առանձին-առանձին, արժե հաշվի առնել այն փոխազդեցությունները, որոնք առաջանում են նյութի առանձին մոլեկուլների միջև. միջմոլեկուլային փոխազդեցություններ . Միջմոլեկուլային փոխազդեցությունները չեզոք ատոմների փոխազդեցության տեսակ են, որոնցում նոր կովալենտային կապեր չեն առաջանում։ Մոլեկուլների փոխազդեցության ուժերը հայտնաբերվել են Վան դեր Վալսի կողմից 1869 թվականին և անվանվել նրա անունով։ Վան դար Վալսի ուժերը. Վան դեր Վալսի ուժերը բաժանված են կողմնորոշում, ինդուկցիա Եվ ցրող . Միջմոլեկուլային փոխազդեցությունների էներգիան շատ ավելի քիչ է, քան քիմիական կապերի էներգիան։

Ներգրավման կողմնորոշիչ ուժերը առաջանում են բևեռային մոլեկուլների միջև (դիպոլ-դիպոլ փոխազդեցություն): Այս ուժերը առաջանում են բևեռային մոլեկուլների միջև։ Ինդուկտիվ փոխազդեցություններ բևեռային և ոչ բևեռային մոլեկուլի փոխազդեցությունն է։ Ոչ բևեռային մոլեկուլը բևեռացված է բևեռային մոլեկուլի գործողության պատճառով, որն առաջացնում է լրացուցիչ էլեկտրաստատիկ ձգում:

Միջմոլեկուլային փոխազդեցության հատուկ տեսակ են ջրածնային կապերը։ - դրանք միջմոլեկուլային (կամ ներմոլեկուլային) քիմիական կապեր են, որոնք առաջանում են բարձր բևեռային կովալենտային կապեր ունեցող մոլեկուլների միջև. H-F, H-O կամ H-N. Եթե ​​մոլեկուլում կան նման կապեր, ապա մոլեկուլների միջև կլինեն լրացուցիչ գրավիչ ուժեր .

Կրթության մեխանիզմ ջրածնային կապը մասամբ էլեկտրաստատիկ է և մասամբ դոնոր-ընդունիչ: Այս դեպքում էլեկտրոնային զույգի դոնորը խիստ էլեկտրաբացասական տարրի (F, O, N) ատոմն է, իսկ ընդունողը՝ այդ ատոմների հետ կապված ջրածնի ատոմները։ Ջրածնային կապերը բնութագրվում են կենտրոնանալ տիեզերքում և հագեցվածություն

Ջրածնային կապերը կարելի է նշել կետերով՝ Հ ··· O. Որքան մեծ է ջրածնի հետ կապված ատոմի էլեկտրաբացասականությունը, և որքան փոքր է նրա չափը, այնքան ուժեղ է ջրածնային կապը: Այն բնորոշ է հիմնականում միացումներին ֆտորը ջրածնի հետ , ինչպես նաև դեպի թթվածին և ջրածին , ավելի քիչ ազոտը ջրածնի հետ .

Ջրածնային կապերը առաջանում են հետևյալ նյութերի միջև.

— ջրածնի ֆտոր HF(գազ, ջրածնի ֆտորիդի լուծույթ ջրի մեջ - ֆտորաթթու), ջուր H 2 O (գոլորշի, սառույց, հեղուկ ջուր):

— ամոնիակի և օրգանական ամինների լուծույթ- ամոնիակի և ջրի մոլեկուլների միջև;

— օրգանական միացություններ, որոնցում կապվում են O-H կամ N-Hսպիրտներ, կարբոքսիլաթթուներ, ամիններ, ամինաթթուներ, ֆենոլներ, անիլին և դրա ածանցյալները, սպիտակուցներ, ածխաջրերի լուծույթներ՝ մոնոսաքարիդներ և դիսաքարիդներ:

Ջրածնային կապը ազդում է նյութերի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների վրա: Այսպիսով, մոլեկուլների միջև լրացուցիչ գրավչությունը դժվարացնում է նյութերի եռալը։ Ջրածնային կապերով նյութերը ցույց են տալիս եռման կետի աննորմալ աճ:

Օրինակ Որպես կանոն, մոլեկուլային քաշի աճով նկատվում է նյութերի եռման կետի բարձրացում։ Սակայն մի շարք նյութերում H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Teմենք չենք նկատում եռման կետերի գծային փոփոխություն:

Մասնավորապես, ժամը ջրի եռման կետը աննորմալ բարձր է - ոչ պակաս, քան -61 o C, ինչպես մեզ ցույց է տալիս ուղիղ գիծը, բայց շատ ավելին, +100 o C: Այս անոմալիան բացատրվում է ջրի մոլեկուլների միջև ջրածնային կապերի առկայությամբ: Հետեւաբար, նորմալ պայմաններում (0-20 o C) ջուրը գտնվում է հեղուկըստ փուլային վիճակի:

Մետաղական միացում. Մետաղական կապի հատկությունները.

Մետաղական կապը քիմիական կապ է, որն առաջանում է համեմատաբար ազատ էլեկտրոնների առկայությամբ։ Բնութագիր ինչպես մաքուր մետաղներին, այնպես էլ դրանց համաձուլվածքներին և միջմետաղական միացություններին:

Մետաղական կապի մեխանիզմ

Դրական մետաղական իոնները տեղակայված են բյուրեղային ցանցի բոլոր հանգույցներում: Նրանց միջև վալենտային էլեկտրոնները շարժվում են պատահականորեն, ինչպես գազի մոլեկուլները, որոնք անջատվում են ատոմներից իոնների ձևավորման ժամանակ։ Այս էլեկտրոնները գործում են որպես ցեմենտ՝ միասին պահելով դրական իոնները. հակառակ դեպքում ցանցը կքայքայվի իոնների միջև վանող ուժերի ազդեցության տակ։ Միևնույն ժամանակ, էլեկտրոնները պահվում են իոնների միջոցով բյուրեղային ցանցի ներսում և չեն կարող լքել այն: Միացման ուժերը տեղայնացված կամ ուղղորդված չեն: Այդ պատճառով շատ դեպքերում հայտնվում են բարձր կոորդինացիոն թվեր (օրինակ՝ 12 կամ 8)։ Երբ երկու մետաղի ատոմները մոտենում են միմյանց, նրանց արտաքին թաղանթների ուղեծրերը համընկնում են՝ ձևավորելով մոլեկուլային օրբիտալներ։ Եթե ​​երրորդ ատոմը մոտենում է, նրա ուղեծրը համընկնում է առաջին երկու ատոմների ուղեծրերի հետ, ինչի արդյունքում առաջանում է մեկ այլ մոլեկուլային օրբիտալ։ Երբ կան շատ ատոմներ, առաջանում են հսկայական թվով եռաչափ մոլեկուլային օրբիտալներ, որոնք տարածվում են բոլոր ուղղություններով: Բազմաթիվ համընկնող ուղեծրերի պատճառով յուրաքանչյուր ատոմի վալենտային էլեկտրոնների վրա ազդում են բազմաթիվ ատոմներ։

Հատկանշական բյուրեղյա վանդակաճաղեր

Մետաղների մեծ մասը ձևավորում է հետևյալ բարձր սիմետրիկ վանդակներից մեկը՝ ատոմների սերտ փաթեթավորմամբ՝ մարմնի կենտրոնացված խորանարդ, դեմքի կենտրոնացված խորանարդ և վեցանկյուն:

Մարմնակենտրոն խորանարդ (bcc) վանդակում ատոմները գտնվում են խորանարդի գագաթներում, իսկ մեկ ատոմը՝ խորանարդի ծավալի կենտրոնում։ Մետաղներն ունեն խորանարդ մարմնակենտրոն վանդակ՝ Pb, K, Na, Li, β-Ti, β-Zr, Ta, W, V, α-Fe, Cr, Nb, Ba և այլն։

Դեմակենտրոն խորանարդ (fcc) վանդակում ատոմները գտնվում են խորանարդի գագաթներում և յուրաքանչյուր երեսի կենտրոնում: Այս տեսակի մետաղներն ունեն ցանց՝ α-Ca, Ce, α-Sr, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, γ-Fe, Cu, α-Co և այլն։

Վեցանկյուն վանդակում ատոմները գտնվում են պրիզմայի վեցանկյուն հիմքերի գագաթներում և կենտրոնում, իսկ երեք ատոմները՝ պրիզմայի միջին հարթությունում։ Մետաղներն ունեն ատոմների այս փաթեթավորումը՝ Mg, α-Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, β-Co, Be, β-Ca և այլն:

Այլ հատկություններ

Ազատ շարժվող էլեկտրոնները առաջացնում են բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն: Նյութերը, որոնք ունեն մետաղական կապ, հաճախ համատեղում են ամրությունը պլաստիկության հետ, քանի որ երբ ատոմները տեղաշարժվում են միմյանց համեմատ, կապերը չեն կոտրվում: Մեկ այլ կարևոր հատկություն մետաղական բուրավետությունն է։

Մետաղները լավ են փոխանցում ջերմությունը և էլեկտրականությունը, բավականաչափ ամուր են և կարող են դեֆորմացվել առանց ոչնչացման: Որոշ մետաղներ ճկուն են (դրանք կարող են կեղծվել), որոշները՝ ճկուն (կարելի է դրանցից մետաղալարեր քաշել): Այս եզակի հատկությունները բացատրվում են հատուկ տեսակի քիմիական կապով, որը միացնում է մետաղի ատոմները միմյանց՝ մետաղական կապով:

Պինդ վիճակում մետաղները գոյություն ունեն դրական իոնների բյուրեղների տեսքով, կարծես «լողում» են նրանց միջև ազատ շարժվող էլեկտրոնների ծովում։

Մետաղական կապը բացատրում է մետաղների հատկությունները, մասնավորապես նրանց ամրությունը: Դեֆորմացնող ուժի ազդեցության տակ մետաղական վանդակը կարող է փոխել իր ձևն առանց ճաքելու, ի տարբերություն իոնային բյուրեղների։

Մետաղների բարձր ջերմահաղորդականությունը բացատրվում է նրանով, որ եթե մետաղի մի կտոր տաքացվի մի կողմից, ապա էլեկտրոնների կինետիկ էներգիան կավելանա։ Էներգիայի այս աճը մեծ արագությամբ կտարածվի «էլեկտրոնային ծովում» ամբողջ նմուշում:

Պարզ է դառնում նաև մետաղների էլեկտրական հաղորդունակությունը։ Եթե ​​մետաղական նմուշի ծայրերին կիրառվի պոտենցիալ տարբերություն, ապա տեղայնացված էլեկտրոնների ամպը կշարժվի դրական ներուժի ուղղությամբ. մեկ ուղղությամբ շարժվող էլեկտրոնների այս հոսքը ներկայացնում է ծանոթ էլեկտրական հոսանքը:

Մետաղական միացում. Մետաղական կապի հատկությունները. - հայեցակարգ և տեսակներ: «Մետաղական կապ. Մետաղական կապի հատկությունները» կատեգորիայի դասակարգումը և առանձնահատկությունները. 2017թ., 2018թ.