Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
 2017-06-29 |
 316 |
из
5.00
|
Заказать работу |
|
|
|
|
Химическая связь может возникнуть при электростатическом притяжении двух разноименных ионов - катиона и аниона, например, K+ и I−. Перекрывание атомных орбиталей в этом случае незначительно, и электронная плотность распределена неравномерно, недостаток её будет у атома калия, а избыток - у атома иода.
Ионную связь (K+)−(I−) рассматривают как предельный случай ковалентной связи.
 кристаллическая решетка иодида калия
| Общая пара электронов в случае ионной связи практически полностью смещена к аниону. Обычно это происходит в соединениях элементов с большой разностью электроотрицательности (например, в соединениях CsF, NaBr, K2O, Rb2S, Li3N и др.). Все эти соединения при обычных условиях представляют собой ионные кристаллы (кристаллы, построенные из катионов и анионов), например кристаллы иодида калия или хлорида натрия. |
Металлическая связь. Металлические кристаллы.
В металлах валентные электроны удерживаются атомами крайне слабо и способны мигрировать. Атомы, оставшиеся без внешних электронов, приобретают положительный заряд. Они образуют металлическую кристаллическую решётку.
Совокупность обобществлённых валентных электронов (электронный газ), заряженных отрицательно, удерживает положительные ионы металла в определённых точках пространства - узлах кристаллической решётки, например, металла серебро.
Внешние электроны могут свободно и хаотично перемещаться, поэтому металлы характеризуются высокой электропроводностью (особенно золото, серебро, медь, алюминий).
Атомные и молекулярные кристаллы
В твердом агрегатном состоянии у веществ могут образоваться не только ионные, но также молекулярные и атомные кристаллические решетки.
|
|
 кристаллическая решетка иода
| Так, твердый иод имеют молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которых находятся молекулы I2. Аналогичным образом построена кристаллическая решетка твердого диоксида углерода (сухой лед) - в узлах кристаллической решетки находятся молекулы CO2. |
Алмаз и графит - кристаллы с атомной решеткой, имеющей в узлах атомы углерода с разным расположением этих узлов в пространстве.
 кристаллическая решетка алмаза
|  кристаллическая решетка графита
|
Водородная связь.
При изучении многих веществ были обнаружены так называемые водородные связи. Например, молекулы HF в жидком фтороводороде связаны между собой водородной связью, аналогично связаны молекулы Н2О в жидкой воде или в кристалле льда, а также молекулы NH3 и Н2О между собой в межмолекулярном соединении - гидрате аммиака NH3 · Н2О.
 водородные связи между молекулами воды
| Водородная связь образуется за счёт сил электростатического притяжения водородсодержащих полярных молекул, содержащих атомы наиболее электроотрицательных элементов - F, O, N. Например, водородные связи имеются в HF, Н2О, NH3, но их нет в HCl, Н2S, PH3. |
Водородные связи малоустойчивы и разрушаются довольно легко (например, при плавлении льда, кипении воды). Однако на разрыв этих связей затрачивается некоторая дополнительная энергия, и поэтому температуры плавления и кипения веществ с водородными связями между молекулами оказываются значительно выше, чем у подобных веществ, но без водородных связей:
| Вещество | Температура плавления | Температура кипения |
| HF | −83,36 °C | +19,52 °C |
| HCl | −114,00 °C | −85,08 °C |
| H2O | 0,00 °C | +100,00 °C |
| H2S | −8,54 °C | −60,35 °C |
Валентность. Донорно-акцепторные связи. Согласно теории молекулярного строения, атомы могут образовывать столько ковалентных связей, сколько орбиталей у них занято одним электроном, однако так бывает не всегда. [В принятой схеме заполнения АО вначале указывают номер оболочки, затем тип орбитали и далее, если на орбитали находится более одного электрона, – их число (верхний индекс). Так, запись (2 s)2 означает, что на s -орбитали второй оболочки находятся два электрона.] Атом углерода в основном состоянии (3 Р) имеет электронную конфигурацию (1 s)2(2 s)2(2 p x)(2 p y), при этом две орбитали не заполнены, т.е. содержат по одному электрону. Однако соединения двухвалентного углерода встречаются очень редко и обладают высокой химической активностью. Обычно углерод четырехвалентен, и связано это с тем, что для его перехода в возбужденное 5 S -состояние (1 s)2(2 s) (2 p x)(2 p y)(2 p z) с четырьмя незаполненными орбиталями нужно совсем немного энергии. Энергетические затраты, связанные с переходом 2 s -электрона на свободную 2 р -орбиталь, с избытком компенсируются энергией, выделяющейся при образовании двух дополнительных связей. Для образования незаполненных АО необходимо, чтобы этот процесс был энергетически выгодным. Атом азота с электронной конфигурацией (1 s)2(2 s)2(2 p x)(2 p y)(2 p z) не образует пятивалентных соединений, поскольку энергия, необходимая для перевода 2 s -электрона на 3 d -орбиталь с образованием пятивалентной конфигурации (1 s)2(2 s)(2 p x)(2 p y)(2 p z)(3 d), слишком велика. Аналогичным образом, атомы бора с обычной конфигурацией (1 s)2(2 s)2(2 p) могут образовывать трехвалентные соединения, находясь в возбужденном состоянии (1 s)2(2 s)(2 p x)(2 p y), которое возникает при переходе 2 s -электрона на 2 р -АО, но не образует пятивалентных соединений, поскольку переход в возбужденное состояние (1 s)(2 s)(2 p x)(2 p y)(2 p z), обусловленный переводом одного из 1 s -электронов на более высокий уровень, требует слишком много энергии. Взаимодействие атомов с образованием связи между ними происходит только при наличии орбиталей с близкими энергиями, т.е. орбиталей с одинаковым главным квантовым числом. Соответствующие данные для первых 10 элементов периодической системы суммированы ниже. Под валентным состоянием атома понимают состояние, в котором он образует химические связи, например состояние 5 S для четырехвалентного углерода.
|
|
| ВАЛЕНТНЫЕ СОСТОЯНИЯ И ВАЛЕНТНОСТИ ПЕРВЫХ ДЕСЯТИ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЫ | |||
| Элемент | Основное состояние | Обычное валентное состояние | Обычная валентность |
| H | (1 s) | (1 s) | |
| He | (1 s)2 | (1 s)2 | |
| Li | (1 s)2(2 s) | (1 s)2(2 s) | |
| Be | (1 s)2(2 s)2 | (1 s)2(2 s)(2 p) | |
| B | (1 s)2(2 s)2(2 p) | (1 s)2(2 s)(2 p x)(2 p y) | |
| C | (1 s)2(2 s)2(2 p x)(2 p y) | (1 s)2(2 s)(2 p x)(2 p y)(2 p z) | |
| N | (1 s)2(2 s)2(2 p x)(2 p y)(2 p z) | (1 s)2(2 s)2(2 p x)(2 p y)(2 p z) | |
| O | (1 s)2(2 s)2(2 p x)2(2 p y)(2 p z) | (1 s)2(2 s)2(2 p x)2(2 p y)(2 p z) | |
| F | (1 s)2(2 s)2(2 p x)2(2 p y)2(2 p z) | (1 s)2(2 s)2(2 p x)2(2 p y)2(2 p z) | |
| Ne | (1 s)2(2 s)2(2 p x)2(2 p y)2(2 p z)2 | (1 s)2(2 s)2(2 p x)2(2 p y)2(2 p z)2 |
Указанные закономерности проявляются в следующих примерах:
|
|
|
|
|
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!