Pcl5 връзка. Химическа връзка
“Основни видове химични връзки” - Метална връзка. Механизми на разкъсване на ковалентната връзка. Електрони. Na+Cl. Йонна химична връзка. Химическа връзка. Полярност на комуникацията. Параметри на ковалентната връзка. Насищаемост. Водородна връзка. Механизми на образуване на ковалентна връзка. Свойства на ковалентните връзки. Видове ковалентни връзки. Взаимодействие на атомите в химичните съединения.
"Hydrogen bond" - Водородна връзка. 2) между молекулите на амоняка. Предмет. Високи температури. Среща се между молекулите. Фактори, които разрушават водородните връзки в протеиновата молекула (денатуриращи фактори). 2) някои алкохоли и киселини са неограничено разтворими във вода. 1) между водните молекули. Електромагнитно излъчване. Вътремолекулна водородна връзка.
„Метална химична връзка“ - Металната връзка има характеристики, подобни на ковалентната връзка. Метална химична връзка. Най-пластичните са златото, медта и среброто. Най-добрите проводници са медта и среброто. Разлики между метални връзки и йонни и ковалентни връзки. Металната връзка е химическа връзка, причинена от наличието на относително свободни електрони.
“Химия “Химична връзка”” - Вещества с ковалентни връзки. Параметри на ковалентната връзка. Ковалентна връзка. Йонното свързване е електростатично привличане между йони. Металите образуват метални кристални решетки. Броят на споделените електронни двойки е равен на броя на връзките между два атома. Водородна химична връзка. Видове химични връзки и видове кристални решетки.
“Ковалентна връзка” - Методи за образуване на връзка. А 3. Химическа връзка. В молекулата на серен (IV) оксид има връзки 1) 1b и 1 P 2) 3b и 1 P 3) 4b 4) 2b и 2 P. Степен на окисление и валентност на химичните елементи. Степента на окисление е нула в съединенията: 1) Ca3P2 2) O3 3) P4O6 4) CaO 12. Най-високата степен на окисление е показана в съединението 1) SO3 2) Al2S3 3) H2S 4) NaHSO3 11.
“Химическа връзка и нейните видове” - Полярна връзка. Взаимодействие между атомите. Дефиниция на понятието. Работа по проверката. Видове химични връзки в неорганичните вещества. Ковалентна неполярна връзка. Характеристики на видовете комуникация. Печеливш път. Изпълнете задачата. Йонна връзка. Параметри на комуникационните характеристики. Самостоятелна работа.
В темата има общо 23 презентации
Опция 1
2) посочете номера на периода и номера на групата в периодичната таблица на химичните елементи D.I. Менделеев, в който се намира този елемент;
Посочете мястото на сярата в периодичната таблица. Дайте електронната му формула.
Изберете от списъка вещества, чиито молекули съдържат ковалентна неполярна връзка:PCl 5 , CH 4 , з 2 , CO 2 , О 2 , С 8 , SCl 2 , SiH 4 .
2 ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА 2 , Н.Х. 3 .
Тест "Атоми на химични елементи"
Вариант 2
Фигурата показва модел на електронната структура на атом на определен химичен елемент.
Въз основа на анализа на предложения модел изпълнете следните задачи:
1) идентифицирайте химичния елемент, чийто атом има такава електронна структура;
3) определи дали простото вещество, което образува този химичен елемент, е метал или неметал.
Посочете позицията на азота в периодичната система. Дайте електронната му формула.
Изберете от списъка вещества, чиито молекули съдържат йонни връзки:NaF, н 2 О 5 , з 2 С, KI, Cu, ТАКА 3 , BaS.
Определете вида на химичната връзка и запишете схемата на нейното образуване за вещества: Cl 2 , MgCl 2 , NCl 3 .
Определете за всеки изотоп:
Тест "Атоми на химични елементи"
Вариант 3
Фигурата показва модел на електронната структура на атом на определен химичен елемент.
Въз основа на анализа на предложения модел изпълнете следните задачи:
1) идентифицирайте химичния елемент, чийто атом има такава електронна структура;
2) посочете номера на периода и номера на групата в периодичната таблица на химическите елементи на Д.И. Менделеев, в която се намира този елемент;
3) определи дали простото вещество, което образува този химичен елемент, е метал или неметал.
Посочете мястото на алуминия в периодичната система. Дайте електронната му формула.
Изберете от списъка вещества, чиито молекули съдържат полярна ковалентна връзка:О 3 , П 2 О 5 , П 4 , з 2 ТАКА 4 , CsF, HF, HNO 3 , з 2 .
Определете вида на химичната връзка и запишете схемата на нейното образуване за веществата: H 2 НА 2 ,На 3 С.
Определете за всеки изотоп:
Тест "Атоми на химични елементи"
Вариант 4
Фигурата показва модел на електронната структура на атом на определен химичен елемент.
Въз основа на анализа на предложения модел изпълнете следните задачи:
1) идентифицирайте химичния елемент, чийто атом има такава електронна структура;
2) посочете номера на периода и номера на групата в периодичната таблица на химическите елементи на Д.И. Менделеев, в която се намира този елемент;
3) определи дали простото вещество, което образува този химичен елемент, е метал или неметал.
Посочете мястото на кислорода в периодичната система. Дайте електронната му формула.
3. Веществата само с йонни връзки са изброени в следните серии:
1) Е 2 , ССл 4 , KS1;
2) NaBr, Na 2 О, KI;
3) ТАКА 2 , П 4 ,CaF 2 ;
4) З 2 S, Br 2 , К 2 С.
4. Определете вида на химичната връзка и запишете схемата на нейното образуване за вещества: CaCl 2 , О 2 , HF.
5. Определете за всеки изотоп:
Тест "Атоми на химични елементи"
Вариант 5
Фигурата показва модел на електронната структура на атом на определен химичен елемент.
Въз основа на анализа на предложения модел изпълнете следните задачи:
1) идентифицирайте химичния елемент, чийто атом има такава електронна структура;
2) посочете номера на периода и номера на групата в периодичната таблица на химическите елементи на Д.И. Менделеев, в която се намира този елемент;
3) определи дали простото вещество, което образува този химичен елемент, е метал или неметал.
2. Посочете позицията на въглерода в периодичната система. Дайте електронната му формула.
3. В кой ред всички вещества имат полярна ковалентна връзка?
1) HCl, NaCl, Cl 2 ;
2) О 2 , Х 2 O, CO 2 ;
3) З 2 O,NH 3 ,CH 4 ;
4) NaBr, HBr, CO.
4. Определете вида на химичната връзка и запишете схемата на нейното образуване за вещества: Li 2 ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА 2 , Н.Х. 3 .
5. Определете за всеки изотоп:
Диполни моменти на молекулите
Методът на валентната връзка се основава на концепцията, че всяка двойка атоми в химическа частица се държи заедно от една или повече електронни двойки. Тези двойки електрони принадлежат на двата свързани атома и са локализирани в пространството между тях. Поради привличането на ядрата на свързаните атоми към тези електрони възниква химическа връзка.
Припокриващи се атомни орбитали
Когато се описва електронната структура на химическа частица, електроните, включително социализираните, се приписват на отделни атоми и техните състояния се описват от атомни орбитали. При решаването на уравнението на Шрьодингер приблизителната вълнова функция се избира така, че да дава минималната електронна енергия на системата, тоест най-голямата стойност на енергията на свързване. Това условие се постига с най-голямото припокриване на орбиталите, принадлежащи към една връзка. Така двойката електрони, свързваща два атома, се намира в областта на припокриване на техните атомни орбитали.
Припокриващите се орбитали трябва да имат еднаква симетрия спрямо междуядрената ос.
Припокриването на атомни орбитали по линията, свързваща атомните ядра, води до образуването на σ връзки. Възможна е само една σ връзка между два атома в една химическа частица. Всички σ връзки имат аксиална симетрия спрямо междуядрената ос. Фрагменти от химически частици могат да се въртят около междуядрената ос, без да нарушават степента на припокриване на атомните орбитали, образуващи σ връзки. Набор от насочени, строго ориентирани в пространството σ-връзки създава структурата на химическа частица.
При допълнително припокриване на атомни орбитали, перпендикулярни на линията на връзката, се образуват π връзки.
В резултат на това между атомите възникват множество връзки:
| Единичен (σ) | Двойно (σ +π) | Тройна (σ + π + π) |
| F−F | О=О | N≡N |
С появата на π-връзка, която няма аксиална симетрия, свободното въртене на фрагменти от химическа частица около σ-връзката става невъзможно, тъй като трябва да доведе до разкъсване на π-връзката. В допълнение към σ- и π-връзките е възможно образуването на друг тип връзка - δ-връзка:
Обикновено такава връзка се образува, след като атомите образуват σ- и π-връзки, ако атомите имат д- И f-орбитали чрез припокриване на техните „венчелистчета“ на четири места едновременно. В резултат на това множествеността на комуникацията може да се увеличи до 4-5.
Например в октахлородиренат(III) йон 2- се образуват четири връзки между атомите на рения.
Механизми на образуване на ковалентни връзки
Има няколко механизма за образуване на ковалентни връзки: обмен(еквивалентен), донор-акцептор, дателен падеж.
Когато се използва обменният механизъм, образуването на връзка се разглежда като резултат от сдвояване на спинове на свободни електрони на атоми. В този случай се припокриват две атомни орбитали на съседни атоми, всяка от които е заета от един електрон. Така всеки от свързаните атоми разпределя електронна двойка за споделяне, сякаш ги разменя. Например, когато молекула на борен трифлуорид се формира от атоми, три атомни орбитали на бор, всяка съдържаща по един електрон, се припокриват с три атомни орбитали на три флуорни атома (всяка също съдържа един несдвоен електрон). В резултат на сдвояването на електрони в зоните на припокриване на съответните атомни орбитали се появяват три двойки електрони, свързващи атомите в молекула.
Според донорно-акцепторния механизъм орбиталата с двойка електрони на един атом и свободната орбитала на друг атом се припокриват. В този случай двойка електрони също се появява в областта на припокриване. Според донорно-акцепторния механизъм, например, възниква добавянето на флуориден йон към молекула на борен трифлуорид. Свободен Р- борната орбитала (акцептор на електронна двойка) в молекулата BF 3 се припокрива с Р-орбитала на йона F −, действащ като донор на електронна двойка. В получения йон всичките четири ковалентни бор-флуорни връзки са еквивалентни по дължина и енергия, въпреки разликата в механизма на тяхното образуване.
Атоми, чиято външна електронна обвивка се състои само от с- И Р-орбиталите могат да бъдат донори или акцептори на електронна двойка. Атоми, чиято външна електронна обвивка включва д-орбиталите могат да действат както като донор, така и като акцептор на електронни двойки. В този случай се разглежда дативният механизъм на образуване на връзка. Пример за проявлението на дативния механизъм по време на образуването на връзка е взаимодействието на два хлорни атома. Два хлорни атома в молекула Cl 2 образуват ковалентна връзка според обменния механизъм, комбинирайки техните несдвоени 3 Р- електрони. Освен това има припокриване 3 Р-орбитала на атома Cl-1, която има двойка електрони и вакантен 3 д-орбитали на атома Cl-2, както и припокриване 3 Р-орбитала на атома Cl-2, която има двойка електрони и вакантен 3 д-орбитали на атома Cl-1. Действието на дативния механизъм води до увеличаване на силата на връзката. Следователно молекулата Cl 2 е по-силна от молекулата F 2, в която ковалентните връзки се образуват само чрез обменния механизъм:
Хибридизация на атомни орбитали
При определяне на геометричната форма на химическа частица трябва да се има предвид, че двойки външни електрони на централния атом, включително тези, които не образуват химическа връзка, са разположени в пространството възможно най-далеч един от друг.
Когато се разглеждат ковалентните химични връзки, често се използва концепцията за хибридизация на орбиталите на централния атом - подравняването на тяхната енергия и форма. Хибридизацията е формална техника, използвана за квантово-химическо описание на пренареждането на орбиталите в химическите частици в сравнение със свободните атоми. Същността на атомната орбитална хибридизация е, че електрон в близост до ядрото на свързан атом се характеризира не с една атомна орбитала, а с комбинация от атомни орбитали с едно и също основно квантово число. Тази комбинация се нарича хибридна орбитала. По правило хибридизацията засяга само атомни орбитали с по-висока и подобна енергия, заети от електрони.
В резултат на хибридизацията се появяват нови хибридни орбитали (фиг. 24), които са ориентирани в пространството по такъв начин, че разположените върху тях електронни двойки (или несдвоени електрони) са възможно най-далече една от друга, което съответства на минимална енергия на междуелектронно отблъскване. Следователно типът на хибридизацията определя геометрията на молекулата или йона.
ВИДОВЕ ХИБРИДИЗАЦИЯ
| Тип хибридизация | Геометрична форма | Ъгъл между връзките | Примери |
| sp | линеен | 180 o | BeCl2 |
| sp 2 | триъгълна | 120 o | BCl 3 |
| sp 3 | тетраедърен | 109.5 o | CH 4 |
| sp 3 д | тригонално-бипирамидален | 90 o; 120 o | PCL 5 |
| sp 3 д 2 | октаедърен | 90 o | SF 6 |
Хибридизацията включва не само свързване на електрони, но и несподелени електронни двойки. Например водна молекула съдържа две ковалентни химични връзки между кислороден атом и два водородни атома.
В допълнение към двете двойки електрони, споделени с водородните атоми, кислородният атом има две двойки външни електрони, които не участват в образуването на връзка (несподелени електронни двойки). И четирите двойки електрони заемат определени области в пространството около кислородния атом.
Тъй като електроните се отблъскват един от друг, електронните облаци са разположени възможно най-далеч един от друг. В този случай, в резултат на хибридизацията, формата на атомните орбитали се променя, те са удължени и насочени към върховете на тетраедъра. Следователно водната молекула има ъглова форма, а ъгълът между кислородно-водородните връзки е 104,5 o.
За предсказване на типа хибридизация е удобно да се използва донорно-акцепторен механизъмобразуване на връзка: има припокриване между празните орбитали на по-малко електроотрицателен елемент и орбиталите на по-електроотрицателен елемент с двойки електрони, разположени върху тях. При съставянето на електронните конфигурации на атомите те се вземат предвид степени на окисление- условно число, характеризиращо заряда на атом в съединение, изчислено въз основа на предположението за йонната структура на веществото.
За да определите вида на хибридизацията и формата на химическа частица, продължете както следва:
Наличието на π връзки не влияе на вида на хибридизацията. Въпреки това, наличието на допълнително свързване може да доведе до промени в ъглите на връзката, тъй като електроните на множество връзки се отблъскват по-силно. Поради тази причина, например, ъгълът на свързване в молекулата на NO 2 ( sp 2-хибридизация) нараства от 120 o до 134 o.
Множеството на връзката азот-кислород в тази молекула е 1,5, където едно съответства на една σ връзка, а 0,5 е равно на съотношението на броя на орбиталите на азотния атом, които не участват в хибридизацията (1) към броя на останалите активни електронни двойки на кислородния атом, които образуват π-връзки (2). Така се наблюдава делокализация на π връзките (делокализираните връзки са ковалентни връзки, чиято множественост не може да се изрази като цяло число).
Кога sp, sp 2 , sp 3 , sp 3 д 2 хибридизации на върха в полиедъра, описващ геометрията на химическа частица, са еквивалентни и следователно множество връзки и несподелени двойки електрони могат да заемат всяка от тях. въпреки това sp 3 д-хибридизация отговори триъгълна бипирамида, при които ъглите на връзката на атомите, разположени в основата на пирамидата (екваториалната равнина), са равни на 120 o, а ъглите на връзката на атомите, разположени във върховете на бипирамидата, са равни на 90 o. Експериментът показва, че несподелените електронни двойки винаги са разположени в екваториалната равнина на тригонална бипирамида. Въз основа на това се заключава, че те изискват повече свободно пространство от електронните двойки, участващи в образуването на връзка. Пример за частица с такова разположение на несподелена електронна двойка е серен тетрафлуорид (фиг. 27). Ако централният атом едновременно има несподелени двойки електрони и образува множество връзки (например в молекулата XeOF 2), тогава в случая sp 3 д-хибридизация, разположени са в екваториалната равнина на тригоналната бипирамида (фиг. 28).
Диполни моменти на молекулите
Идеална ковалентна връзка съществува само в частици, състоящи се от еднакви атоми (H 2, N 2 и т.н.). Ако се образува връзка между различни атоми, тогава електронната плътност се измества към едно от атомните ядра, т.е. възниква поляризация на връзката. Полярността на връзката се характеризира с нейния диполен момент.
Диполният момент на молекулата е равен на векторната сума на диполните моменти на нейните химични връзки (като се вземе предвид наличието на несподелени двойки електрони). Ако полярните връзки са подредени симетрично в една молекула, тогава положителните и отрицателните заряди се компенсират взаимно и молекулата като цяло е неполярна. Това се случва например с молекула въглероден диоксид. Многоатомните молекули с асиметрично разположение на полярните връзки (и следователно електронната плътност) обикновено са полярни. Това се отнася по-специално за водната молекула.
Полученият диполен момент на молекула може да бъде повлиян от несподелената двойка електрони. По този начин молекулите на NH 3 и NF 3 имат тетраедрична геометрия (като се вземе предвид несподелената двойка електрони). Степените на йонност на връзките азот-водород и азот-флуор са съответно 15 и 19%, а дължините им са съответно 101 и 137 pm. Въз основа на това може да се заключи, че NF 3 има по-голям диполен момент. Експериментът обаче показва обратното. За по-точно предсказване на диполния момент трябва да се вземе предвид посоката на диполния момент на несподелената двойка (фиг. 29).
61. Каква химична връзка се нарича водородна връзка? Дайте три примера за съединения с водородна връзка. Начертайте структурни диаграми на горните сътрудници. Как образуването на водородна връзка влияе върху свойствата на веществата (вискозитет, точки на кипене и топене, топлина на топене и изпаряване?
62. Коя връзка се нарича s-връзка и коя p-връзка? Кой е по-малко издръжлив? Начертайте структурните формули на етан C 2 H 6, етилен C 2 H 4 и ацетилен C 2 H 2. Отбележете s- и p-връзките върху структурни диаграми на въглеводороди.
63. В молекулите F 2, O 2, H 2 SO 4, HCl, CO 2 посочете вида на връзките, броя на s- и p-връзките.
64. Какви сили на междумолекулно взаимодействие се наричат дипол-дипол (ориентационни), индуктивни и дисперсионни? Обяснете природата на тези сили. Каква е природата на преобладаващите междумолекулни сили на взаимодействие във всяко от следните вещества: H 2 O, HBr, Ar, N 2, NH 3?
65. Дайте две схеми за запълване на МО по време на образуването на донорно-акцепторна връзка в системи с атомни популации:
а) електронна двойка – свободна орбитала (2+0) и
б) електронна двойка – електрон (2+1).
Определете реда на връзката, сравнете енергиите на връзката. Коя от разгледаните връзки участва в образуването на амониевия йон +?
66. Въз основа на структурата на атомите в нормални и възбудени състояния определете ковалентността на берилий и въглерод в молекулите BeCl 2, (BeCl 2) n, CO и CO 2. Начертайте структурните формули на молекулите.
67. Въз основа на разпоредбите на лентовата теория на кристалите, характеризирайте металите, проводниците и диелектриците. Какво определя ширината на лентата? Какви примеси трябва да се добавят към силиция, за да се превърне в:
а) n-полупроводник; б) p-полупроводник?
68. Дайте електронната конфигурация на молекулата NO, като използвате метода MO. Как се променят магнитните свойства и силата на връзката по време на прехода от молекулата NO към молекулния йон NO +?
69. Каква химична връзка се нарича йонна? Какъв е механизмът на образуването му? Какви свойства на йонната връзка я отличават от ковалентната връзка? Дайте примери за молекули с типични йонни връзки и посочете вида на кристалната решетка. Съставете изоелектронната серия на ксенона.
70. Въз основа на структурата на атомите в нормални и възбудени състояния определете ковалентността на литий и бор в съединенията: Li 2 Cl 2, LiF, -, BF 3.
71. Коя химична връзка се нарича координационна или донорно-акцепторна? Разглобете структурата на комплекс 2+. Посочете донор и акцептор. Как методът на валентната връзка (BC) обяснява тетраедричната структура на този йон?
72. Защо съществува молекулата PCl 5, но не и молекулата NCl 5, въпреки че азотът и фосфорът са в една и съща подгрупа VA на периодичната таблица? Какъв тип връзка има между фосфорните и хлорните атоми? Посочете вида на хибридизацията на фосфорния атом в молекулата PCl 5.
73 Опишете видовете кристални структури според естеството на частиците на местата на решетката. Какви кристални структури имат: CO 2, CH 3 COOH, диамант, графит, NaCl, Zn? Подредете ги в ред на увеличаване на енергиите на кристалните решетки. Какво е интеркалация?
74. Дайте четири примера за молекули и йони с делокализирани връзки. Начертайте техните структурни формули.
75. Какъв тип хибридизация има в молекулите CCl 4, H 2 O, NH 3? Начертайте диаграми на взаимното разположение на хибридните облаци и посочете ъглите между тях.
76. Дайте две схеми за попълване на МО, когато два АО взаимодействат с популациите:
а) електрон + електрон (1+1) и
б) електрон + свободна орбитала (1+0).
Определете ковалентността на всеки атом и реда на връзката. Какви са границите на енергията на свързване? Кои от следните връзки са в молекулата на водорода H 2 и молекулния йон?
77. Дайте електронната конфигурация на молекулата на азота, като използвате метода MO. Докажете защо молекулата на азота има висока енергия на дисоциация.
78. Какво е диполен момент? Как се променя в серия от подобно изградени молекули: HCl, HBr, HJ? Какъв тип връзка възниква между водородните, хлорните, бромните и йодните атоми в дадените молекули? с- или p-връзки в тези молекули?
79. Какво е валентна орбитална хибридизация? Каква структура имат молекулите от тип AB n, ако връзката в тях се образува поради sp-, sp 2 -, sp 3 - хибридизация на орбиталите на атома А? Дайте примери за молекули с посочените видове хибридизация. Посочете ъглите между връзките.
80. Дадени двойки вещества: а) H 2 O и CO; b) Br2 и CH4; в) CaO и N 2; г) Н2 и NH3. Коя двойка вещества се характеризира с ковалентна неполярна връзка? Начертайте структурни диаграми на избраните молекули, посочете формите на тези молекули и ъглите между връзките.
