Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


При решении задач этого раздела см. таблицу № 1



 

Химическая связь образуется при перекрывании валентных элек­тронов. У элементов s- и р-семейства валентными электронами являют­ся s- и р-электроны внешнего уровня, а у d- элементов валентными мо­гут быть s- электроны внешнего уровня и d- электроны предвнешнего уровня.

 

 

Пример 1.

Изобразите перекрывание электронных облаков при образовании молекул: NН3, ВСl3, СН4. Каково пространственное строение этих моле­кул?

 

Решение:

Запишем электронное строение атомов азота и водорода и опреде­лим валентные электроны. Валентными являются неспаренные электро­ны.

7N 1s22s23 1s 2s

 

1Н 1s1 1s

У атома азота валентными являются три р- электрона второго уров­ня. Три р- электрона расположены по трем координатным осям и пере­крывание их с s- облаками трех атомов водорода происходит в в соот­ветствующих направлениях.

Молекула NН3 имеет пирамидаль­ную форму

 

 

В молекуле ВС1з бор трехвалентен.

 

5В 1s22s22 1s 2s

 

В нормальном состоянии бор одновалентен, а при возбуждении в атоме бора - три валентных электрона – один s-электрон и два р-электрона:

 

1s 2s

 

Эти электроны занимают различные энергетические подуровни и имеют разные формы электронных облаков.

При образовании химической связи в атоме бора происходит sp2-гибридизация, то есть вместо одного s-облака и двух р-облаков образу­ется три одинаковых гибридных облака, гибридное облако в отличие от s- и р-электронов в большей степени вытянуто по одну сторону от ядра

Это дает возможность увеличению области перекрываний при образовании связи, то есть способствует упрочнению химической связи.

Три гибридных облака ориентированны в одной плоскости под уг­лом 120°, это приводит к образованию молекулы треугольной формы.

Электронное строение атома хлора:

 

17Сl 1s22s263s25 3s

 

В атоме хлора валентным является один р-электрон.

 

Рассмотрим строение молекулы СН4. Углерод в данной молекуле четырехвалентен, это соответствует возбужденному состоянию атома углерода: 6С 1s22s12p3.

 

2s

 

Валентными являются один s-электрон и три р-электрона, то есть в процессе образования химической связи в атоме углеро­да происходит sp3- гибридизация, в результате которой образуется че­тыре одинаковых гибридных облака.

Четыре гибридных облака ориентированны к вершинам тетраэдра. Угол между ними 109°28', и форма молекул при sp3- гибридизации тетраэдрическая.

Пример 2.

Определить, полярны ли молекулы Н2О и ВеСl3?

Решение:

Определяем строение молекулы Н2О.

 

8О 1s22s22p4 2s

 

В атоме кислорода валентными являются два р-электрона, они рас­положены по двум координатным осям; поэтому форма молекулы Н2О угловая

Связь О–Н ковалентная полярная, общая электронная пара смещена к атому кислорода как более электроотрицательному атому. Направле­ние смещения показывают стрелкой (вектор дипольного момента свя­зи р). Для определения полярности молекулы необходимо сложить век­торы дипольных моментов связей. Если результирующий вектор μ R ≠ 0, то молекула полярна, а если μ R = 0, то молекула неполярна.

 

 

μ R ≠ 0, молекула Н2О полярна

 

В молекуле BeCl2 у атома бериллия происходит sp-гибридизация, а два гибридных облака расположены под углом 180°, поэтому форма мо­лекулы BeCl2 линейная.

Be* 1s22s11 - строение атома Be в возбужденном состоянии.

 

 

Связь Ве–С1 полярна. электронная плотность смещена к атому хло­ра, так как хлор более электроотрицательный, чем бериллий.

Сумма векторов дипольных моментов связей (результирующий дипольный момент) равна нулю, поэтому молекула ВеС12 неполярна.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

61. Что такое валентность? Что понимают под степенью окисления? Определить валентность и степень окисления углерода в соеди­нениях: СО2, СН4, С2Н2, С2Н4, С4Н10.

62. Какая из связей: H–N, H–S, H–Te, H–Li наиболее полярна? Почему? К какому из атомов смещено электронное облако в каждом из приведенных примеров?

63. Какая гибридизация электронных облаков имеет место в атоме кремния при образовании молекулы SiCl47? Какова пространст­венная структура этой молекулы? Ответ объяснить.

64. Объясните, почему максимальная ковалентность серы может быть равной шести, а у кислорода такое валентное состояние от­сутствует?

65. В каком из приведенных соединений LiF, BeF2, ВF3, CF4 связь Э–F будет больше всего приближаться к ковалентной? Почему?

66. Как изменится валентный угол в ряду соединений: H2O, H2S, H2Se, Н2Те? Ответ объясните.

67. Определите тип химической связи в молекулах NaCl, HC1, Cl2. Ответ объясните. Для молекулы HC1 и С12 изобразите перекрывание электронных облаков.

68. Что такое σ - и π -связи. Сколько σ - и π -связей в молекуле азота? Изобразите схему перекрывания электронных облаков в этой мо­лекуле.

69. Какой тип связи осуществляется в кристаллах металлов? Чем от­личается структура кристаллов NaCl от структуры кристаллов Na? Какой вид связи осуществляется в этих кристаллах?

70. Какую химическую связь называют водородной? Между молеку­лами каких веществ она образуется? Приведите примеры.

71. Какая химическая связь называется донорно-акцепторной? Разбе­рите на примере строения иона NН4+. Укажите донор и акцептор.

72. Почему молекула ВС13 и NС13 имеют разную пространственную структуру? Ответ объясните.

73. Как изменяется прочность связи Н–Э в ряду H2O – H2S – H2Se – H2Te. Ответ объяснить.

74. Вычислить разность относительных электроотрицательности ато­мов для связей Н–О и О–As. Какая из связей более полярна? К ка­кому классу гидрооксидов относится Аs(ОН)3?

75. Всегда ли молекула полярна, если все связи в ней полярные? Объясните на примерах молекул Н2Sе и BeCl2.

76. Изобразите перекрывание электронных облаков при образовании молекул GeCl2 и GeCl3. Полярны ли эти молекулы?

77. Определите тип химической связи в веществах: HC1, Na, Br2, KF. Для вещества, имеющего ионную связь, составьте уравнения пре­вращения соответствующих ионов в нейтральные атомы.

78. Изобразите перекрывания электронных облаков при образовании молекул OF2 и О2. У какого из соединений в молекуле есть π -связь?

79. Приведите примеры, когда хлор образует различные виды хими­ческой связи: ионную, ковалентную полярную и ковалентную не­полярную. Ответ объясните.

80. Изобразите перекрывания электронных облаков при образовании молекулы водородного соединения мышьяка. Определите поляр­ность этой молекулы.

 

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-05-05; Просмотров: 879; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.02 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь