АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Химическая связь

Читайте также:
  1. Гормоны стероидной природы: глюкокортикоиды, половые гормоны, минералокортикоиды. Химическая структура гормонов, механизм действия, влияние на обмен веществ.
  2. Задача №2. Химическая кинетика.
  3. Иерарахическая связь.
  4. Ковалентная связь. Метод валентных связей
  5. Корреляционная связь. Вычисление коэффициента корреляции. Вычисление коэффициента корреляции для малочисленных выборок.
  6. Корреляционная связь. Количественная мера силы корреляционной связи.
  7. Морально-нравственные ценности и их взаимосвязь.
  8. Обратная связь.
  9. ОП 6М072100 – «Химическая технология органических веществ»
  10. Опыт 2. Электрохимическая коррозия цинка в контактной паре с медью
  11. Основная алхимическая реакция или просветление.
  12. Основные макроэкономические показатели и их взаимосвязь.

Метод валентных связей (метод ВС).

(Задачи №№ 41¸8)

Метод ВС используется для объяснения природы ковалентной связи. Согласно данному методу, кова­лентная связь – это связь за счёт общей пары электронов с антипараллельными спинами, которая образу­ется при перекрывании 2-х АО соединяющихся атомов. Общая электронная пара может образовываться по об­менному и донорно-акцепторному механизму[9].

При обменном механизме ковалентная связь образуется путём обобществления неспаренных электронов обоих соединяющих атомов. Очевидно в связи с этим, что число связей, образуемых атомом по обменному механизму – его валентность (ковалентность) – равно числу неспаренных электронов.

Пример 4.1.1.1. Образование ковалентной связи между атомами водорода.

Атом водорода – простейший атом с единственным валентным s-электроном. Естественно, что каж­дый атом водорода способен участвовать в образовании только одной общей пары электронов. Это выража­ют, говоря, что водород – одновалентный элемент.

Записываем схему образования ковалентной связи между атомами водорода: H ˙ +H ˙ →H: H [10]. Элек­трон­ная схема молекулы водорода ясно указывает на наличие только одной ковалентной связи (одной общей пары электронов) между атомами.

Пример 4.1.2. Образование ковалентных связей между атомами N и H.

Атомы азота и водорода, взаимодействуя, образуют молекулы аммиака: N + 3H = NH3.

1H[ 1s1 ]
7N[1s2 2s22p3 ]
Записываем электронные формулы взаимодействующих атомов, определяем валентные подуровни (в электронных формулах подчёркнуты) и изображаем их графически:

Из графической схемы валентных подуровней видно, что имея 3 неспаренных электрона, атома азота способен образовать 3 ковалентные связи по обменному механизму. Изображаем графически схему пере­кры­ва­ния 3-х р-АО атома азота с s-АО 3-х атомов водорода, записываем электронную и валентную схему обра­зу­ю­щейся молекулы NH3: электронная схема молекулы: Валентная схема молекулы:

 
 
H .. : N: H .. H
H | N–H | H    


 

Электронная и валентная схемы молекулы показывают, что валентность азота равна 3, а валентность каждого атома водорода равна 1.

Число ковалентных связей, образуемых атомом по обменному механизму, может увеличиваться в результате его возбуждения. [11] При возбуждении атома происходит разъединение спаренных электронов и их перехода в свободные АО того же уровня.

Пример 4.1.3. валентность атомов фтора и хлора в невозбуждённом и возбуждённых состояниях.

Из графических схем валентных подуровней видно, что в стационарном (невозбуждённом) состоянии каждый атом способен образовать только одну ковалентную связь – валентность (В) каждого атома равна 1.
Записываем электронные формулы атомов фтора и хлора в стационарном состоянии, определяем ва­лентные подуровни (в электронных формулах подчёркнуты) и представляем графически их электронные зна­че­ния.

9F[1s2 2s22p5]

           
 
2s2
 
2p5
 
   


17Cl[1s22s22p6 3s23p5]

Являясь электронными аналогами, атомы F и Cl отличаются тем, что в атоме F внешний слой яв­ля­ет­ся насыщенным, тогда как во внешнем слое атома Cl имеется свободный 3d- подуровень. Поэтому атом F не может подвергаться возбуждению и, следовательно, его валентность повышаться так же не может. В ато­ме же Cl возбуждение возможно т.к. возможен переход валентных электронов в АО свободного 3d- подуровня. При возбуждении атома Cl происходит разъединение спаренных валентных электронов, следствием чего яв­ля­ется повышение валентности вплоть до значения, равного номеру группы. Изобразим графически возбуждение атома Cl.


[12]

 
 


Таким образом, по обменному механизму атом может образовывать ограниченное число кова­лент­ных связей соответственно числу неспаренных электронов. В этом заключается одно из двух важнейших свойств ковалентной связи – её насыщаемость. Вторым главным свойством ковалентной связи является её направленность, обусловленная тем, что перекрывание АО происходит в определённом направлении по отношению к взаимодействующим атомам.

В зависимости от направления перекрывания АО различают σ-, π- и δ-связи.[13] σ-связь образуется при перекрывании двух АО в направлении оси связи, а π-связь – при перекрывании АО в направлении пер­пендикуляра к оси связи. [14] σ-связь может образовываться при взаимодействии АО любой формы; при этом, об­ласть перекрывания АО находится между ядрами атомов на оси связи. π-связь образуется при взаимодействии только p- или d-АО; она характеризуется двумя областями перекрывания, лежащими по обе стороны от оси свя­зи.

Пример 4.1.4. Образование ковалентных связей между невозбуждёнными атомами P и As.

Записываем электронные формулы атомов, определяем валентные подуровни (в электронных формулах подчёркнуты), изображаем графически их электронное строение и даём графическое объяснение образования связей между атомами: 15P[1s22s22p6 3s23p3 ]; 33As[1s22s22p63s23p63d10 4s24p3 ].

       
 
   
:P:::As: – электронная схема молекулы
 

 

 


PºAs – электронная схема молекулы

 

 


Из электронной и валентной схем видно, что атомы P и As связаны тройной связью. [15] Поскольку на оси связи между ядрами соединяющихся атомов возможно существование только одной области перекрывания, в тройной связи молекулы AsP имеется только одна σ-связь, образующаяся, например, в направлении коорди­нат­ной оси «х»; остальные 2 связи являются π-связями, образующимися в направлении координатных осей «у» и «z».

Из рассмотренного примера вытекает общий вывод: в любой кратной связи одна связь является σ-связью, все остальные – π-связями.


1 | 2 | 3 | 4 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)