Мы рассмотрели образование ковалентной связи между одинаковыми атомами неметаллов в молекулах простых веществ Н2, О2, N Известно большое число сложных веществ - химических соединений разных неметаллов друг с другом. Например, водород образует соединения почти со всеми неметаллами: метан СН4, аммиак NНз, вода Н2О, хлороводород НС1 и т. д. И в этих молекулах между атомами также образуются ковалентные связи. Но оказалось, что при связывании двух атомов разных элементов один из них в большей мере оттягивает на себя общую пару электронов. Свойство атомов данного элемента оттягивать на себя электроны от атомов других элементов называется электроотрицательностью (ЭО). к л ю ч е в ы еО СЛОВА*^/ • Э лектроотрицательность • Ковалентная полярная связь • Значение электроотрицательности • Частичный заряд За единицу (то есть равную 1,0 ) электроотрицательности принимают электроотрицательность лития. Самую 83 Электроотрицательность неметаллов Р ; 0 н N ф С1 ш Вг н 5 и С ш I о. 5е т Р О Н Ш Д5 51 Напиши знаки трех элементов из разных периодов, значение электроотрицательности которых находится между 1 и 2. высокую электроотрицательность, равную 4, проявляет фтор (см. табл. 2.2). Таблица 2.2. Относительная электроотрицательность химических элементов Группа Период I II III IV V VI VII VIII 1 Н 2,1 2 Ы Ве В С N 0 Р 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 3 № Мд А1 51 Р 5 С1 0,9 1,2 1,5 1,8 2,2 2,5 3,0 4 К Са Вг Ре 0,8 1,0 2,8 1,8 5 КЬ 5г I 0,8 0,9 2,5 Как можно заметить при рассмотрении таблицы, в периоде электроотрицательность увеличивается, а в группе - уменьшается с увеличением порядкового номера элемента. Наиболее высокая электроотрицательность у фтора, кислорода, азота и хлора. В молекулах простых веществ неметаллов (Н2, О2, Ы2) атомы одинаковы и имеют одинаковую электроотрицательность, поэтому общие пары электронов расположены симметрично между атомами. Во всех трех молекулах образуются, как нам известно, ковалентные неполярные связи. На основе всей известной информации можно сформулировать новое определение ковалентной неполярной связи: Химическая связь, образованная за счет общей пары электронов между атомами с одинаковой электроотрицательностью, называется ковалентной неполярной связью. Заряд на каждом атоме в молекулах с ковалентной неполярной связью равен нулю: 0 000 00 Н — Н О = О N = N Атомы разных неметаллов, соединяясь друг с другом, образуют молекулы сложных веществ. 84 При записи химических формул сложных веществ на первом месте пишут элемент с меньшей электроотрицательностью, а на втором - с большей, например, Н2О, НС1. Исключениями являются СН4, ЫН3, РН3. Рассмотрим образование связи между атомами водорода и хлора в молекуле хлороводорода НС1, применяя алгоритм, рассмотренный в предыдущем параграфе (для молекулы ^ ) . Схема образования химической связи в молекуле хлороводорода НС1: 1. Молекула состоит из атомов двух неметаллов, следовательно, связь будет ковалентная (за счет образования общих пар электронов). 2. Запишем химические знаки и изобразим вокруг них точками внешние электроны: у водорода один, а у хлора - семь (расположен в VII группе): И- -С1: 3. У хлора один неспаренный электрон, значит, хлор с водородом может образовать одну общую пару электронов. Соединим неспаренные электроны водорода и хлора в общую пару: Н О >С 1: 4. Для того чтобы составить электронную и графическую формулы молекулы хлороводорода, необходимо выяснить, как расположена общая пара электронов между атомами. Найдем в таблице 2.2 значения электроотрицательностей (ЭО) водорода и хлора и сравним эти величины: ЭО (Н) = 2,1; ЭО (С1) = 3,0 Общая пара электронов смещается к атому с большей электроотрицательностью. У хлора электроотрицательность больше, поэтому он оттягивает к себе общую пару: Н о Ф Н 0С1: В результате у водорода образовался дублет, а у хлора - устойчивый октет электронов на внешнем слое: 85 Сравни способ образования химической связи в молекулах Р2 и НР. Н ( ^ ф Н - С 1 электронная формула графическая формула 5. Поскольку общая пара электронов (заряженных отрицательно) расположена ближе к атому хлора, на нем образуется частично отрицательный заряд, а на атоме водорода - частично положительный заряд. Частичный заряд обозначается греческой буквой б (дельта) и записывается над знаком химического элемента: 5+ _ б - 6+ 6 - н ( = ф Н - С 1 электронная формула графическая формула На одном конце связи образовался положительный полюс, а на другом - отрицательный. Такую связь называют полярной ковалентной связью. Химическая связь, образованная за счет общей пары электронов, смещенной к атому с большей электроотрицательностью, называется ковалентной полярной связью. 6. Проверим общее число электронов у каждого атома: у атома водорода два электрона (дублет), у атома хлора - восемь (октет). 7. Считаем число общих пар электронов. В данном случае образовалась одна общая пара, следовательно, одна химическая связь. Это значит, что оба элемента, водород и хлор, одновалентны (по числу химических связей). Химическая связь в молекуле хлороводорода НС1 ковалентная полярная, одинарная. Аналогичным образом образуются молекулы фтороводорода НР, бромоводорода НВг и иодоводорода Н1. Используя ход рассуждений, приведенный выше, рассмотрим образование молекулы воды Н2О. Схема образования ковалентных связей в молекуле воды: 1 . Какие типы связей образуются? Оба элемента неметаллические, значит, связи ковалентные (за счет общих пар электронов). 86 2. Как расположены общие пары? Электроотрицательность кислорода (3,5) больше, чем водорода (2,1) (см. табл. 2.2), поэтому общие пары будут смещены к атому кислорода и связь будет ковалентная полярная. 3. Изобразим образование ковалентных полярных связей в виде схемы: Н о О : 0 Н У водорода образовался дублет - два электрона, у кислорода - октет - восемь электронов, то есть устойчивые электронные оболочки. 4. Общие пары, смещенные к кислороду, создают на атоме кислорода избыточный (частичный) отрицательный заряд б-, а на атоме водорода - избыточный (частичный) положительный заряд б+: Укажем это в электронной и графической формулах: Н — О \ 6+ Н электронная формула воды графическая формула воды 5. Валентность водорода в молекуле воды равна единице (водород образует одну связь с атомом кислорода), а валентность кислорода - двум (две связи с двумя атомами водорода). Таким образом, водород одновалентен, кислород - двухвалентен. Сложные вещества, состоящие из молекул с ковалентной полярной связью, могут быть газообразными, твердыми и жидкими. Водородные соединения неметаллов (ЫН3, СН4, НР,) НС1, НВг, Н1 и др.) являются газами. Исключение составляет вода Н2О, которая при обычной температуре является жидкостью, ниже 0оС - твердым веществом (в виде льда), а при температуре выше 100оС - газообразна. Н20 Используя данный алгоритм, попробуй объяснить образование ковалентных связей в молекуле аммиака NН3. 87 ОЦЕНИВАНИЕ 1. Какое свойство атомов называется электроотрицательностью ? 2. Э лектроотрицательность ка ко го элемента принята за единицу (1,0)? 3. Где в периодической системе расположены элементы с наибольш ей электроотрицательностью? Назови эти элементы. 4. Расположи элементы из таблицы 2.2 в ряд в порядке убывания электроотрицательности. 5. Дай определение полярной ковалентной связи и приведи прим еры образования связи этого типа. 6 . Изобрази схемы образования хим и че ски х связей в молекулах ИР, НВг и Н1, зная, что у атомов фтора, брома и иода по семь электронов на внеш нем слое. Назови тип связи в каж дом соединении. 7. Какие связи образую тся в молекуле воды? Объясни их образование, укаж и соответствую щие частичные заряды и валентность каж дого атома. 8 . Назови тип хим ической связи между атомами в каждой из молекул: а) Н - Р; Н - С1; Ь_ X СО б) Н - О; Н - 5; Н ] Н Н] в) Н - N - Н; 1 X о _ - X Н - С - Н 1 Н Н Н Какова валентность каж дого элемента? 9. Составь электронны е формулы веществ из задания 8 . Замени каждую черточку парой электронов, правильно расположи эту пару между атомами и добавь электронны е пары так, чтобы во кр уг атомов стало по 8 электронов (только у водорода - 2 ). 10. Составь молекулярны е формулы веществ из задания 8 . Прочти формулы. Укаж и валентность элементов. 11. П роанализируй приведенны е ниж е вы раж ения а-г и выбери подходящ ую букву, которая соответствует каж дом у из утверж дений 11.1-11.4: а) обе части выражения правильны, есть причинно-следственная связь; б) обе части выражения неправильны; в) первая часть правильна, а вторая - неправильна; г) первая часть неправильна, а вторая - правильна. 11.1. В молекуле НС1 связь ковалентная неполярная, потому что значения электроотрицательности атомов одинаковы. 11.2. В молекуле НС1 связь ковалентная полярная, потому что общая пара электронов смещена к более электроотрицательному атому хлора. 11.3. В молекуле НС1 связь двойная, потому что образуется одна общая пара электронов; 11.4. В молекуле НС1 связь ковалентная полярная, потому что на атоме водорода образуется частичный положительный заряд, а на атоме хлора - частичный отрицательный заряд.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu