Тема 9. Хімічний зв’язок і будова речовини.

 

Хімічний зв’язок поділяється на:

1. внутрішньо-молекулярний зв’язок (між атомами або йонами);

2. міжмолекулярний зв’язок.

Внутрішньомолекулярний зв’язок поділяється на:

1. ковалентний;

2. йонний;

3. донорно-акцепторний;

4. металевий.

Міжмолекулярний зв’язок поділяється на:

1. водневий зв’язок.

Загальні закономірності утворення хім.зв’язок:

1. Нейтральні атоми взаємодіють між собою за рахунок переважно неспарених електронів зовнішнього шару;

2. Щоб утворився хім. зв’язок між атомами кожен із них намагається завершити свій зовнішній шар до 8 електронів, крім атом Н до 2 електронів (подібно як інертні гази, які вже мають завершений зовнішній шар і не утворюють хім. зв’язку ні між собою, ні з іншими атомами):

Щоб краще зрозуміти механізм утворення хім.зв’язку необхідно ввести поняття «електронегативність елементів» -це властивість атомів одного елемента

відтягувати на себе електрони від іншого атома елемента. Електронегативність найбільш характерна для Неметалів і існує «Ряд електронегативності неметалів»: Si, H, P, S, Br, Cl, N, O, F

→→ → → → → → →

зростає електронегативність

 

Ковалентний зв’язок

 

Ковалентний зв’язок – це зв’язок між атомами тільки неметалів за допомогою спільних електронних пар.

Наприклад: Н₂

Н· + ·Н → Н (:)Н

: НCl:

H· + ·Cl: → H (:) Cl:

::

Ковалентний зв’язок поділяється на:

1. ковалентний неполярний зв’язок -цезв’язок між атомами тільки однакових неметалів за допомогою спільних електронних пар і спільні електронні пари однаковою мірою належать обом атомам.

Наприклад: N₂ , Cl₂ , O₃ , S₈ , P₄

2. ковалентний полярний зв’язок -цезв’язок між атомами тільки різнихнеметалів за допомогою спільних електронних пар і спільні електронні пари зміщені в бік більш електронегативного елемента.

Наприклад: H₂O, NH₃, H₂SO₄, C₂H₅OH.

1. s - s

2. s – p

3. p - p

Йонний зв’язок

 

Йонний зв’язок – це зв’язок між йонами металу і йонами неметалу.

Наприклад: NaCl

Na⁰ - 1e → Na⁺ Атоми Металів ніколи не приймають електрони на

Cl⁰ + 1e → Cl^- зовнішній шар, а тільки віддають всі електрони із

зовнішнього шару, таким чином його зовнішнім шаром

стає передостанній, а він вже містить 8 елeктронів.

₊₁₁Na⁰ 1s²2s²2p⁶3s¹ - 1e → Na⁺ 1s² 2s²2p⁶ 3s⁰

Йони – це заряджені частинки(катіони і аніони), в які перетворюються атоми при віддачі або прийомі електронів.

Необхідно пам’ятати:

Речовини, що містять у своєму складі Метал і Неметал завжди складаються із катіону Металу і аніону Неметалу.

Наприклад: NaOH, K₂SO₄, Al₂O₃, CH₃COOK.

 

Донорно-акцепторний зв’язок

 

Донорно-акцепторний зв’язок (координаційний)– це зв’язок, який утворюється між двома різними неметалами при якому один із атомів дає у спільне користування пару електронів, а інший бере не даючи нічого.

Наприклад: йон-амонію (NH₄⁺), йон-гідроксонію (Н₃О⁺), аміни.

::

NH₃ ·N· + 3H· → Н:N:Н →:NH₃

· Н

 

 

 

:NH₃ + HCl → →[Н:NH₃]⁺ Cl → NH₄⁺ Cl^-

↕

Н⁺ + Cl^-

Металічний зв’язок

Металічний зв’язок - це зв’язок, який характерний для металів і їх сплавів і утворюється за рахунок атомів Металів і йонів Металів, які попереміннозмінюються і вільних електронів, що рухаються між ними.

 

Водневий зв’язок

 

Водневий зв’язок - це міжмолекулярний зв’язок, який утворюється між деяким негативним атомом Оксисену однієї молекули і деяким позитивним атомом гідрогену іншої молекули.

Наприклад: HF, вода, спирт, карбонові кислоти, білки, нуклеїнові кислоти

Н^δ+ ─ О^δ- ·· ·· Н^δ+─ О^δ- ·· ·· Н^δ+ ─ О^δ- ·· ·· Н ─ О вода

| | | |

Н Н Н Н

 

 

Н^δ+─ О^δ- ·· ·· Н^δ+ ─ О^δ- ·· ·· Н^δ+ ─ О^δ- ·· ·· Н ─ О спирти

| | | |

R R R R

 

Кристалічні гратки речовин

Кристалічні гратки речовин - це правильне розміщення частинок (атомів, молекул, йонів), з яких складається речовина, у просторі речовини, що перебуває тільки у твердому кристалічному стані.

В залежності від частинок, з яких складається речовина кристалічні гратки поділяються на такі типи:

1. Молекулярна кристалічна гратка. Вона характерна для речовин з ковалентним полярним і неполярним зв’язками. При звичайних умовах речовини з молекулярною кристалічною граткою є газами або рідинами або твердими речовинами, які мають низькі температури кипіння чи плавлення.

(між молекулами існують слабкі зв’язки).

Наприклад: О₂, Н₂О, HNO₃, органічні сполуки, Р₄(білий фосфор)!

2. Йонна кристалічна гратка. Вона характерна для речовин з йонним зв’язками. При звичайних умовах речовини з йонною кристалічною граткою є тільки твердими речовинами, які мають високі температури плавлення і добре розчинні у воді(між йонами існують сильні зв’язки).

Наприклад: Основи, солі, оксиди металів.

3. Атомна кристалічна гратка (виняток). Вона характерна для речовин з ковалентним полярним і неполярним зв’язками. При звичайних умовах речовини з атомною кристалічною граткою є тільки твердими речовинами, які мають високі плавлення і дуже тверді..

(між атомами існують сильні ковалентні зв’язки).

Наприклад: тільки C, Si, SiC, SiO₂, Р(червоний фосфор)!

 

Металічна кристалічна гратка. Вона характерна для речовин з металічним зв’язком. При звичайних умовах речовини з металічною кристалічною граткою є тільки твердими речовинами (крім ртуті), які мають переважно високі плавлення і дуже тверді (між атомами металів і катіонами металів, які поперемінно змінюються, і вільними електронами, які є спільними для всіх частинок у металах, існують міцні зв´язки).

 

 

Вправи: Визначити вид хімічного зв′язку і тип кристалічних граток для речовин, формули яких такі: Na₂S; S₈; C₂H₆O; Fe; SiC; KIO₄; NaHCO₃; CO₂; BaCl₂; Si; NH₄Cl; C₆H₁₂O₆.