Pcl5 тип хімічного зв'язку. Контрольна робота з хімії (8 клас) "Будова атома

"Основні типи хімічного зв'язку" - Металевий зв'язок. Механізми розриву ковалентного зв'язку. Електрони. Na+Cl. Іонний хімічний зв'язок. Хімічний зв'язок. Полярність зв'язку. Параметри ковалентного зв'язку. Насичуваність. Водневий зв'язок. Механізми утворення ковалентного зв'язку. Властивості ковалентного зв'язку. Види ковалентного зв'язку. Взаємодія атомів у хімічних сполуках.

«Водневий зв'язок» - Водневий зв'язок. 2) між молекулами аміаку. Тема. Висока температура. Виникає між молекулами. Фактори, що руйнують водневий зв'язок у білковій молекулі (денатируючі фактори). 2) деякі спирти та кислоти необмежено розчинні у воді. 1)між молекулами води. Електромагнітне випромінювання. Внутрішньомолекулярний водневий зв'язок.

«Металевий хімічний зв'язок» - Металевий зв'язок має риси схожості з ковалентним зв'язком. Металевий хімічний зв'язок. Найбільш пластичні золото, мідь, срібло. Кращі провідники мідь та срібло. Відмінності металевого зв'язку з іонною та ковалентною. Металевий зв'язок – хімічний зв'язок, зумовлений наявністю щодо вільних електронів.

«Хімія «Хімічний зв'язок»» - Речовини із ковалентним зв'язком. Параметри ковалентного зв'язку. Ковалентний зв'язок. Іонний зв'язок – це електростатичне тяжіння між іонами. Метали утворюють металеві кристалічні ґрати. Число загальних електронних пар дорівнює числу зв'язків між двома атомами. Водневий хімічний зв'язок. Види хімічного зв'язку та типи кристалічних грат.

«Ковалентний зв'язок» - Способи утворення зв'язку. А 3. Хімічний зв'язок. У молекулі оксиду сірки (IV) є зв'язки 1) 1б та 1 П 2) 3б та 1 П 3) 4б 4) 2б та 2 П. Ступінь окислення та валентність хімічних елементів. Ступінь окислення дорівнює нулю в сполуках: 1) Ca3P2 2) O3 3) P4O6 4) CaO 12. Вищий ступінь окислення виявляє в з'єднанні 1) SO3 2) Al2S3 3) H2S 4) NaHSO3 11.

«Хімічний зв'язок та її види» - Полярний зв'язок. Взаємодія між атомами. Визначення поняття. Перевірочна робота. Види хімічного зв'язку у неорганічних речовинах. Ковалентний неполярний зв'язок. Характеристика типів зв'язку. Виграшний шлях. Виконайте завдання. Іонний зв'язок. Параметри характеристики зв'язку. Самостійна робота.

Всього у темі 23 презентації

61. Який хімічний зв'язок називається водневим? Наведіть три приклади сполук з водневим зв'язком. Зобразіть структурні схеми наведених асоціатів. Як впливає утворення водневого зв'язку на властивості речовин (в'язкість, температури кипіння та плавлення, теплоти плавлення та пароутворення?).

62. Який зв'язок називається s-і який - p-зв'язком? Яка з них менш міцна? Зобразіть структурні формули етану C 2 H 6 , етилену C 2 H 4 та ацетилену C 2 H 2 . Позначте s- та p-зв'язки на структурних схемах вуглеводнів.

63. У молекулах F 2 , O 2 , H 2 SO 4 , HCl, CO 2 вкажіть тип зв'язків, число s- та p-зв'язків.

64. Які сили міжмолекулярної взаємодії називаються диполь-дипольними (орієнтаційними), індукційними та дисперсійними? Поясніть природу цих сил. Яка природа переважаючих сил міжмолекулярної взаємодії в кожній з наступних речовин: H2O, HBr, Ar, N2, NH3?

65. Наведіть дві схеми заповнення МО під час утворення донорно-акцепторного зв'язку в системах з атомними заселеннями:

а) електронна пара – вільна орбіталь (2+0) та

б) електронна пара – електрон (2+1).

Визначте порядок зв'язку, порівняйте енергії зв'язків. Який із розглянутих зв'язків бере участь у освіті іона амонію + ?

66. На підставі будови атомів у нормальному та збудженому станах визначте ковалетність берилію та вуглецю в молекулах BeCl 2 , (BeCl 2) n , CO та CO 2 . Зобразіть структурні формули молекул.

67. На підставі положень зонної теорії кристалів охарактеризуйте метали, провідники та діелектрики. Чому залежить ширина забороненої зони? Які домішки потрібно додати до кремнію, щоб перетворити його на:

а) n-напівпровідник; б) р-напівпровідник?

68. Наведіть електронну конфігурацію молекули NO методом МО. Як змінюються магнітні властивості та міцність зв'язку при переході від молекули NO до молекулярного іона NO +?

69. Який хімічний зв'язок називається іонним? Який механізм її утворення? Які властивості іонного зв'язку відрізняють її від ковалентної? Наведіть приклади молекул із типово іонними зв'язками та вкажіть тип кристалічних ґрат. Складіть ізоелектронний ряд ксенону.

70. На підставі будови атомів у нормальному та збудженому станах визначте ковалентність літію та бору у сполуках: Li 2 Cl 2 , LiF, - , BF 3 .

71. Який хімічний зв'язок називається координаційним чи донорно-акцепторним? Розберіть будову комплексу 2+. Вкажіть донор та акцептор. Як метод валентних зв'язків (ВС) пояснює тетраедричну будову цього іона?

72. Чому існує молекула PCl 5 , але немає молекула NCl 5 , хоча азот і фосфор перебувають у тому ж підгрупі VA періодичної системи? Який тип зв'язку між атомами фосфору та хлору? Вкажіть тип гібридизації атома фосфору у молекулі PCl 5 .

73 Охарактеризуйте типи кристалічних структур за природою частинок вузлів грат. Які кристалічні структури мають: CO2, CH3COOH, алмаз, графіт, NaCl, Zn? Розташуйте їх у порядку зростання енергій кристалічних решіток. Що таке інтеркалювання?

74. Наведіть чотири приклади молекул та іонів із делокалізованими зв'язками. Зобразіть їх структурні формули.

75. Який тип гібридизації у молекулах CCl 4 , H 2 O, NH 3 ? Зобразіть у вигляді схем взаємне розташування гібридних хмар і вкажіть кути між ними.

76. Наведіть дві схеми заповнення МО при взаємодії двох АТ із заселеннями:

а) електрон + електрон (1+1) та

б) електрон + вакантна орбіталь (1+0).

Визначте ковалентність кожного атома та порядок зв'язку. У яких межах енергія зв'язку? Які із зазначених зв'язків у молекулі водню H 2 і молекулярному іоні?

77. Наведіть електронну конфігурацію молекули азоту методом МО. Доведіть, чому молекула азоту має велику енергію дисоціації.

78. Що таке дипольний момент? Як він змінюється серед подібно побудованих молекул: HCl, HBr, HJ? Який тип зв'язку здійснюється між атомами водню, хлору, брому та йоду в наведених молекулах? s- чи p-зв'язку у цих молекулах?

79. Що таке гібридизація валентних орбіталей? Яку будову мають молекули типу AB n якщо зв'язок у них утворюється за рахунок sp-, sp 2 -, sp 3 - гібридизації орбіталей атома A? Наведіть приклади молекул із зазначеними типами гібридизації. Вкажіть кути між зв'язками.

80. Дані пари речовин: а) H 2 O та CO; б) Вr 2 та CH 4 ; в) CаО та N 2 ; г) H 2 та NH 3 . Для якої пари речовин характерний ковалентний неполярний зв'язок? Зобразіть структурні схеми вибраних молекул, вкажіть форми цих молекул та кути між зв'язками.

Дипольні моменти молекул

Метод валентних зв'язків ґрунтується на положенні, що кожна пара атомів у хімічній частинці утримується разом за допомогою однієї або кількох електронних пар. Ці пари електронів належать двом атомам, що зв'язуються, і локалізовані в просторі між ними. За рахунок тяжіння ядер атомів, що зв'язуються до цих електронів і виникає хімічний зв'язок.

Перекривання атомних орбіталей

При описі електронної будови хімічної частки електрони, у тому числі узагальнені, відносять до окремих атомів та їх стану описують атомними орбіталями. При вирішенні рівняння Шредінгера наближену хвильову функцію вибирають так, щоб вона давала мінімальну електронну енергію системи, тобто, найбільше значення енергії зв'язку. Ця умова досягається при найбільшому перекриванні орбіталей, що належить одному зв'язку. Таким чином, пара електронів, що зв'язують два атоми, знаходиться в області перекривання їх атомних орбіталей.

Орбіталі, що перекриваються, повинні мати однакову симетрію щодо між'ядерної осі.

Перекривання атомних орбіталей уздовж лінії, що зв'язує ядра атомів, призводить до утворення зв'язків σ. Між двома атомами в хімічній частині можливий лише один σ-зв'язок. Всі σ-зв'язки мають осьову симетрію щодо між'ядерної осі. Фрагменти хімічних частинок можуть обертатися навколо міжядерної осі без порушення ступеня перекривання атомних орбіталей, що утворюють зв'язки σ. Сукупність спрямованих, суворо орієнтованих просторі σ-зв'язків створює структуру хімічної частки.

При додатковому перекриванні атомних орбіталей, перпендикулярних лінії зв'язку, утворюються π-зв'язки.

Внаслідок цього між атомами виникають кратні зв'язки:

Одинарна (σ)	Подвійна (σ+π)	Потрійна (σ + π + π)
F−F	O=O	N≡N

З появою π-зв'язку, що не має осьової симетрії, вільне обертання фрагментів хімічної частки навколо σ-зв'язку стає неможливим, оскільки воно має призвести до розриву π-зв'язку. Крім σ- і π-зв'язків, можливе утворення ще одного виду зв'язку - δ-зв'язку:

Зазвичай такий зв'язок утворюється після утворення атомами σ- і π-зв'язків за наявності атомів d- І f-орбіталей шляхом перекривання їх "пелюсток" відразу в чотирьох місцях В результаті кратність зв'язку може зрости до 4-5.
Наприклад, в октахлородиренат(III)-іоні 2 між атомами ренію утворюються чотири зв'язки.

Механізми утворення ковалентних зв'язків

Розрізняють кілька механізмів утворення ковалентного зв'язку: обмінний(рівноцінний), донорно-акцепторний, дативний.

При використанні обмінного механізму утворення зв'язку сприймається як результат спарювання спинів вільних електронів атомів. При цьому здійснюється перекриття двох атомних орбіталей сусідніх атомів, кожна з яких зайнята одним електроном. Таким чином, кожен із атомів, що зв'язуються, виділяє для усуспільнення пари по електрону, як би обмінюючись ними. наприклад, при утворенні молекули бору трифториду з атомів три атомні орбіталі бору, на кожній з яких є по одному електрону, перекриваються з трьома атомними орбіталями трьох атомів фтору (на кожній з них також знаходиться по одному неспареному електрону). В результаті парування електронів в областях перекривання відповідних атомних орбіталей з'являється три пари електронів, що зв'язують атоми молекулу.

За донорно-акцепторним механізмом перекривається орбіталь з парою електронів одного атома та вільна орбіталь іншого атома. У цьому випадку в області перекриття також виявляється пара електронів. За донорно-акцепторним механізмом відбувається, наприклад, приєднання фторид-іону до молекули бору трифториду. Вакантна р-орбіталь бору (акцептора електронної пари) у молекулі BF 3 перекривається з р-орбіталлю іона F − , що у ролі донора електронної пари. У іоні, що утворився, - всі чотири ковалентні зв'язки бор-фтор рівноцінні по довжині і енергії, незважаючи на відмінність у механізмі їх утворення.

Атоми, зовнішня електронна оболонка яких складається лише з s- І р-орбіталей можуть бути або донорами, або акцепторами електронної пари. Атоми, у яких зовнішня електронна оболонка включає d-орбіталі можуть виступати в ролі і донора, і акцептора пар електронів. І тут розглядається дативний механізм освіти зв'язку. Прикладом прояву дативного механізму освіти зв'язку служить взаємодія двох атомів хлору. Два атоми хлору в молекулі Cl 2 утворюють ковалентний зв'язок по обмінному механізму, поєднуючи свої неспарені 3 р-Електрони. Крім того, відбувається перекриття 3 р-орбіталі атом Cl-1, на якій є пара електронів, і вакантної 3 d-орбіталі атома Cl-2, а також перекривання 3 р-орбіталі атом Cl-2, на якій є пара електронів, і вакантної 3 d-орбіталі атома Cl-1 Дія дативного механізму призводить до збільшення міцності зв'язку. Тому молекула Cl 2 є міцнішою, ніж молекула F 2 , в якій ковалентний зв'язок утворюються тільки за обмінним механізмом:

Гібридизація атомних орбіталей

При визначенні геометричної форми хімічної частки слід враховувати, що пари зовнішніх електронів центрального атома, у тому числі й не утворюють хімічний зв'язок, розташовуються у просторі якнайдалі один від одного.

При розгляді ковалентних хімічних зв'язків нерідко використовують поняття про гібридизацію орбіталей центрального атома – вирівнювання їхньої енергії та форми. Гібридизація є формальним прийомом, який застосовується для квантово-хімічного опису перебудови орбіталей у хімічних частинках порівняно з вільними атомами. Сутність гібридизації атомних орбіталей полягає в тому, що електрон поблизу ядра зв'язаного атома характеризується не окремою атомною орбіталлю, а комбінацією атомних орбіталей з однаковим квантовим числом. Така комбінація називається гібридною (гібридизованою) орбіталлю. Як правило, гібридизація зачіпає лише вищі та близькі за енергією атомні орбіталі, зайняті електронами.

В результаті гібридизації з'являються нові гібридні орбіталі (рис.24), які орієнтуються у просторі таким чином, щоб розташовані на них електронні пари (або неспарені електрони) виявилися максимально віддаленими один від одного, що відповідає мінімуму енергії міжелектронного відштовхування. Тому тип гібридизації визначає геометрію молекули чи іона.

ТИПИ ГІБРИДИЗАЦІЇ

Тип гібридизації	Геометрична форма	Кут між зв'язками	Приклади
sp	лінійна	180 o	BeCl 2
sp 2	трикутна	120 o	BCl 3
sp 3	тетраедрична	109,5 o	CH 4
sp 3 d	тригонально-біпірамідальна	90 o; 120 o	PCl 5
sp 3 d 2	октаедричні	90 o	SF 6

У гібридизації беруть участь як зв'язувальні електрони, а й неподілені електронні пари. Наприклад, молекула води містить два ковалентні хімічні зв'язки між атомом кисню та двома атомами водню.

Крім двох пар електронів, спільних з атомами водню, атом кисню має дві пари зовнішніх електронів, що не беруть участі в утворенні зв'язку (неподілені електронні пари). Усі чотири пари електронів займають певні області у просторі навколо атома кисню.
Оскільки електрони відштовхуються один від одного, електронні хмари розташовуються на більшій відстані один від одного. При цьому в результаті гібридизації змінюється форма атомних орбіталей, вони витягнуті та спрямовані до вершин тетраедра. Тому молекула води має кутову форму, а кут між зв'язками кисень-водень дорівнює 104,5 o .

Для передбачення типу гібридизації зручно використовувати донорно-акцепторний механізмутворення зв'язку: відбувається перекриття порожніх орбіталей менш електронегативного елемента і орбіталей більш електронегативного елемента з парами електронів, що знаходяться на них. При складанні електронних конфігурацій атомів враховують їх ступеня окислення− умовне число, що характеризує заряд атома в поєднанні, розрахований виходячи з припущення іонної будови речовини.

Щоб визначити тип гібридизації та форму хімічної частинки, надходять таким чином:

знаходять центральний атом і визначають число σ-зв'язків (за кількістю кінцевих атомів);

визначають ступеня окиснення атомів у частинці;

становлять електронну конфігурацію центрального атома необхідною мірою окислення;

якщо це необхідно, роблять те ж саме для кінцевих атомів;

зображують схему розподілу валентних електронів центрального атома за орбіталями, при цьому, попри правило Гунда, максимально спарюють електрони;

відзначають орбіталі, що у освіті зв'язків із кінцевими атомами;

визначають тип гібридизації, враховуючи всі орбіталі, що у освіті зв'язку, і навіть неподілені електрони; якщо валентних орбіталей недостатньо, використовують орбіталі наступних енергетичних рівнів;

за типом гібридизації визначають геометрію хімічної частки.

Наявність π-зв'язків не впливає на тип гібридизації. Однак наявність додаткового зв'язування може призвести до зміни валентних кутів, оскільки електрони кратних зв'язків сильніше відштовхуються один від одного. З цієї причини, наприклад, валентний кут молекули NO 2 ( sp 2 -гібридизація) збільшується від 120 o до 134 o .

Кратність зв'язку азот-кисень у цій молекулі дорівнює 1,5, де одиниця відповідає одному σ-зв'язку, а 0,5 дорівнює відношенню числа орбіталей атома азоту, що не беруть участі в гібридизації (1) до активних електронних пар, що залишилися, у атома кисню, що утворюють π-зв'язку (2). Таким чином, спостерігається справакалізація π-зв'язків (делокалізовані зв'язки – ковалентні зв'язки, кратність яких не може бути виражена цілим числом).

В разі sp, sp 2 , sp 3 , sp 3 d 2 гібридизації вершини в багатограннику, що описує геометрію хімічної частинки, рівноцінні, і тому кратні зв'язки та неподілені пари електронів можуть займати будь-які з них. Однак sp 3 d-гібридизації відповідає тригональна біпіраміда, В якій валентні кути для атомів, розташованих у підставі піраміди (екваторіальної площини), дорівнюють 120 o , а валентні кути за участю атомів, розташованих у вершинах біпіраміди, дорівнюють 90 o . Експеримент показує, що неподілені електронні пари завжди розміщуються в екваторіальній площині тригональної біпіраміди. На цій підставі робиться висновок, що вони вимагають більше вільного простору, ніж пари електронів, що беруть участь у освіті зв'язку. Прикладом частинки з таким розташуванням електронної пари неподіленої є тетрафторид сірки (рис. 27). Якщо центральний атом одночасно має неподілені пари електронів і утворює кратні зв'язки (наприклад, у молекулі XeOF 2), то у випадку sp 3 d-Гібридизації саме вони розташовуються в екваторіальній площині тригональної біпіраміди (рис. 28).

Дипольні моменти молекул

Ідеальний ковалентний зв'язок існує лише в частках, що складаються з однакових атомів (Н2, N2 і т.д.). Якщо утворюється зв'язок між різними атомами, то електронна щільність зміщується одного з ядер атомів, тобто відбувається поляризація зв'язку. Характеристикою полярності зв'язку є її дипольний момент.

Дипольний момент молекули дорівнює векторній сумі дипольних моментів її хімічних зв'язків (з огляду на наявність неподілених пар електронів). Якщо полярні зв'язки розташовані в молекулі симетрично, то позитивні та негативні заряди компенсують один одного і молекула в цілому є неполярною. Так відбувається, наприклад, з молекулою діоксиду вуглецю. Багатоатомні молекули з несиметричним розташуванням полярних зв'язків (і, отже, електронної густини) є загалом полярними. Це стосується, зокрема, молекули води.

На результуюче значення дипольного моменту молекули може вплинути неподілена пара електронів. Так, молекули NH 3 та NF 3 мають тетраедричну геометрію (з урахуванням неподіленої пари електронів). Ступені іонності зв'язків азот-водень та азот-фтор становлять 15 і 19%, відповідно, а їх довжини - 101 і 137 пм, відповідно. Виходячи з цього, можна було б зробити висновок про більший дипольний момент NF3. Проте експеримент показує протилежне. При більш точному передбаченні дипольного моменту слід враховувати напрямок дипольного моменту неподіленої пари (рис. 29).

Варіант 1

2) вкажіть номер періоду та номер групи у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва, у яких розташований цей елемент;

Вкажіть положення сірки у Періодичній таблиці. Наведіть її електронну формулу.

Виберіть зі списку речовини, молекули яких містять ковалентний неполярний зв'язок:PCl 5 , CH 4 , H 2 , CO 2 , O 2 , S 8 , SCl 2 , SiH 4 .

2 O, S 2 , NH 3 .

Контрольна робота "Атоми хімічних елементів"

Варіант 2

На малюнку зображено модель електронної будови атома деякого хімічного елемента.

На підставі аналізу запропонованої моделі виконайте такі завдання:

1) визначте хімічний елемент, атом якого має таку електронну будову;

3) визначте, до металів або неметалів належить проста речовина, яка утворює цей хімічний елемент.

Вкажіть положення азоту у Періодичній системі. Наведіть його електронну формулу.

Виберіть зі списку речовини, молекули яких містять іонний зв'язок:NaF, N 2 O 5 , H 2 S, KI, Cu, SO 3 , BaS.

Визначте тип хімічного зв'язку та запишіть схеми її утворення для речовин: Cl 2 , MgCl 2 , NCl 3 .

Визначте для кожного ізотопу:

Контрольна робота "Атоми хімічних елементів"

Варіант 3

На малюнку зображено модель електронної будови атома деякого хімічного елемента.

На підставі аналізу запропонованої моделі виконайте такі завдання:

1) визначте хімічний елемент, атом якого має таку електронну будову;

2) вкажіть номер періоду та номер групи у Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва, в яких розташований цей елемент;

3) визначте, до металів або неметалів належить проста речовина, яка утворює цей хімічний елемент.

Вкажіть положення алюмінію у Періодичній системі. Наведіть його електронну формулу.

Виберіть зі списку речовини, молекули яких містять ковалентний полярний зв'язок:O 3 , P 2 O 5 , P 4 , H 2 SO 4 , CsF, HF, HNO 3 , H 2 .

Визначте тип хімічного зв'язку та запишіть схеми її утворення для речовин: H 2 O, N 2 , Na 3 S.

Визначте для кожного ізотопу:

Контрольна робота "Атоми хімічних елементів"

Варіант 4

На малюнку зображено модель електронної будови атома деякого хімічного елемента.

На підставі аналізу запропонованої моделі виконайте такі завдання:

1) визначте хімічний елемент, атом якого має таку електронну будову;

2) вкажіть номер періоду та номер групи у Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва, в яких розташований цей елемент;

3) визначте, до металів або неметалів належить проста речовина, яка утворює цей хімічний елемент.

Вкажіть положення кисню у Періодичній системі. Наведіть його електронну формулу.

3. Речовини лише з іонним зв'язком наведені в ряду:

1) F 2 , ССl 4 , КС1;

2) NaBr, Na 2 O, KI;

3) SO 2 , P 4 , CaF 2 ;

4) H 2 S, Br 2 , K 2 S.

4. Визначте тип хімічного зв'язку та запишіть схеми її утворення для речовин: CaCl 2 , O 2 , HF.

5. Визначте для кожного ізотопу:

Контрольна робота "Атоми хімічних елементів"

Варіант 5

На малюнку зображено модель електронної будови атома деякого хімічного елемента.

На підставі аналізу запропонованої моделі виконайте такі завдання:

1) визначте хімічний елемент, атом якого має таку електронну будову;

2) вкажіть номер періоду та номер групи у Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва, в яких розташований цей елемент;

3) визначте, до металів або неметалів належить проста речовина, яка утворює цей хімічний елемент.

2. Вкажіть положення вуглецю в періодичній системі. Наведіть його електронну формулу.

3. У якому ряду всі речовини мають ковалентний полярний зв'язок?

1) HCl, NaCl, Cl 2 ;

2) O 2 , H 2 O, CO 2 ;

3) H 2 O, NH 3 , CH 4 ;

4) NaBr, HBr, CO.

4. Визначте тип хімічного зв'язку та запишіть схеми її утворення для речовин: Li 2 O, S 2 , NH 3 .

5. Визначте для кожного ізотопу: