Data Energi Ionisasi (EI), PEI dan komposisi molekul stabil adalah nilai-nilai nyata dan perbandingannya - baik atom bebas dan atom yang terkait dengan molekul, memungkinkan kita untuk memahami bagaimana atom membentuk molekul dengan mekanisme obligasi kovalen.
Komunikasi kovalen - (dari bahasa Latin "bersama-sama dan" vales "dengan kekuatan) (komunikasi homoopolar), komunikasi kimia Antara dua atom yang timbul dari permusuhan elektron milik atom-atom ini. Atom dalam molekul gas sederhana dihubungkan oleh ikatan kovalen. Komunikasi di mana ada satu pasangan elektron yang umum disebut lajang; Ada juga double dan triple dasi.
Pertimbangkan beberapa contoh untuk melihat bagaimana kita dapat menggunakan aturan kita untuk menentukan jumlah obligasi kimia kovalen yang dapat membentuk atom jika kita mengetahui jumlah elektron pada kulit luar atom ini dan tuduhan kernel-nya. Biaya nukleus dan jumlah elektron pada cangkang luar ditentukan secara eksperimental dan dimasukkan dalam tabel elemen.
Perhitungan jumlah yang mungkin dari ikatan kovalen
Misalnya, kami menghitung jumlah obligasi kovalen yang terbentuk natrium ( Na)aluminium (AL),fosfor (P),dan klorin ( Cl). Natrium ( Na) dan aluminium ( AL)mereka memiliki, masing-masing, 1 dan 3 elektron pada kulit luar, dan, sesuai dengan aturan pertama (untuk mekanisme komunikasi kovalen, gunakan satu elektron pada kulit luar), mereka dapat membentuk: natrium (Na) - 1 dan aluminium ( AL) - 3 ikatan kovalen. Setelah pembentukan koneksi, jumlah elektron pada cangkang luar natrium ( Na) dan aluminium ( AL) sama, masing-masing, 2 dan 6; Itu., Kurang nomor maksimum (8) Untuk atom-atom ini. Fosfor ( P) dan klorin ( Cl) Mereka memiliki, masing-masing, 5 dan 7 elektron pada kulit luar dan, sesuai dengan kedua pola yang disebutkan di atas, mereka dapat membentuk 5 dan 7 obligasi kovalen. Sesuai dengan pola keempat, pembentukan ikatan kovalen, jumlah elektron pada cangkang luar atom-atom ini meningkat dengan 1. Menurut pola keenam, ketika ikatan kovalen terbentuk, jumlah elektron pada kulit luar dari atom yang mengikat tidak dapat lebih dari 8. yaitu, fosfor ( P) dapat membentuk hanya 3 koneksi (8-5 \u003d 3), sedangkan klorin ( Cl) dapat membentuk hanya satu (8-7 \u003d 1).
Contoh: Berdasarkan analisis, kami menemukan bahwa beberapa zat terdiri dari atom natrium. (Na) dan klorin ( Cl). Mengetahui pola mekanisme pembentukan ikatan kovalen, kita dapat mengatakan bahwa natrium ( Na.) Hanya dapat membentuk 1 ikatan kovalen. Dengan demikian, kita dapat mengasumsikan bahwa setiap atom natrium ( Na)terkait dengan atom klorin ( Cl)oleh ikatan kovalen dalam zat ini, dan zat ini terdiri dari molekul atom Naacl. Rumus struktur untuk molekul ini: Na-cl. Di sini Dash (-) berarti koneksi kovalen. Formula elektronik dari molekul ini dapat ditampilkan sebagai berikut:
. .
NA: CL:
. .
Sesuai dengan formula elektronik, pada kulit luar atom natrium ( Na) di Naacl Ada 2 elektron, dan di selubung luar atom klorin ( Cl) Ada 8 elektron. Dalam rumus ini, elektron (titik) antara atom natrium ( Na) dan
klorin (Cl) adalah elektron yang mengikat. Sejak PEI di klorin ( Cl) sama dengan 13 ev, dan natrium (Na) Sama dengan 5,14 EV, pasangan elektron binder jauh lebih dekat dengan atom. Cl.dari atom. Na.. Jika energi ionisasi atom membentuk molekul sangat berbeda, maka komunikasi yang dihasilkan akan polar. Ikatan kovalen.
Pertimbangkan kasus lain. Berdasarkan analisis, kami menemukan bahwa beberapa zat terdiri dari atom aluminium ( AL) dan atom klorin ( Cl). Aluminium ( AL) Ada 3 elektron pada cangkang luar; Dengan demikian, ia dapat membentuk 3 ikatan kimia kovalen pada saat itu klorin (Cl), seperti pada kasus sebelumnya, dapat membentuk hanya 1 koneksi. Zat ini diwakili sebagai Alcl 3.Dan formula elektroniknya dapat diilustrasikan sebagai berikut:
Gambar 3.1. Formula Elektronik.Alcl. 3
rumus siapa dari struktur:
Cl - al-cl
Cl.
Formula elektronik ini menunjukkan itu Alcl 3. pada selubung luar atom klorin ( Cl.) Ada 8 elektron, sementara di selubung luar atom aluminium ( AL) Mereka 6. Menurut mekanisme pembentukan ikatan kovalen, baik pengikat elektron (satu dari masing-masing atom) datang ke cangkang luar atom yang mengikat.
Banyak ikatan kovalen
Atom memiliki lebih dari satu elektron pada kulit luar dapat membentuk bukan satu, tetapi beberapa ikatan kovalen di antara mereka sendiri. Koneksi semacam itu disebut multiple (lebih sering banyak) Hubungan. Contoh koneksi tersebut adalah ikatan molekul nitrogen ( N.= N.) dan oksigen ( O \u003d O.).
Koneksi yang dibentuk oleh penyatuan atom tunggal disebut dasi kovalen homoatomic, ejika atom berbeda, koneksi dipanggil dasi kovalen heteroatomik. [Prefek Yunani "homo" dan "hetero" masing-masing rata-rata sama dan berbeda].
Bayangkan, pada kenyataannya, itu terlihat seperti molekul dengan atom berpasangan. Molekul paling sederhana dengan atom berpasangan adalah molekul hidrogen.
7.8. Jenis ikatan kovalen
Komunikasi kovalen Ini terbentuk dengan tumpang tindih awan elektronik atom yang mengikat. Ada metode yang berbeda tumpang tindih awan elektronik ini.
1. Langsung tumpang tindih:
Dalam hal ini, satu-satunya area awan elektron yang tumpang tindih terletak pada garis lurus yang menghubungkan kernel atom. Komunikasi yang terbentuk dengan cara ini disebut - Komunikasi.
Tergantung pada jenis awan yang tumpang tindih dapat terbentuk s-S. , s-hal. , p-p. Dan varietas koneksi lainnya.
2. sisi tumpang tindih:
Dalam hal ini, dua bidang awan elektron yang tumpang tindih terletak pada arah yang berbeda dari pesawat di mana core dari atom yang mengikat terletak. Komunikasi yang terbentuk dalam EO yang tumpang tindih ini disebut koneksi.
Seperti dalam kasus koneksi, tergantung pada jenis awan yang tumpang tindih, berbagai varietas koneksi dapat dibentuk: p-p. , p-d. ,
dD. dll.
Dan -, dan -Svyaz memiliki arah tertentu yang terjadi karena keinginan atom terhadap tumpang tindih EO yang efisien secara efisien, yaitu, untuk tumpang tindih awan di area kepadatan elektron maksimum. Dengan demikian, koneksi kovalen memiliki fokus. Misalnya, dalam molekul hidrogen sulfida dari arah H2-tempat tidur antara atom sulfur dan dua atom hidrogen hampir tegak lurus (lihat rangkaian pada halaman 95). Atom, ada jumlah elektron yang tidak berpasangan yang sepenuhnya ditentukan, sehingga dapat membentuk jumlah ikatan kovalen yang sepenuhnya ditentukan. Dengan demikian, ikatan kovalen memiliki saturasi. Misalnya, jika atom klorin terbentuk satu ° C dengan atom hidrogen (lihat skema pada halaman 95), itu tidak dapat lagi terhubung dengan satu atom hidrogen.
Perbandingan karakteristik - dan -Cellies ditunjukkan pada Tabel 20.
Tabel 20.Perbandingan Karakteristik - dan - Komunikasi
Satu daerah yang tumpang tindih. |
Dua area tumpang tindih |
Awan elektronik tumpang tindih dengan bagian dengan kepadatan elektron tertinggi |
Awan elektronik tumpang tindih dengan bagian perifer mereka |
Karena hampir selalu kurang tahan lama, daripada -Cell, biasanya antara atom pertama kali terbentuk - α, dan kemudian, jika ada peluang, maka -cv. Akibatnya, itu hanya mungkin dalam kasus pembentukan ganda (double dan triple):
| Cyanor Garden - HCN. Nama lain - asam hidrokyanat. Ini adalah kelelawar tidak berwarna dengan titik didih 26 o C. Dengan pemanasan yang kuat atau dalam cahaya itu terurai. Asam sinil dicampur dengan air dalam segala hal. Dengan analogi dengan pemuliaan halogen, larutan cyanovodorod dalam air disebut asam cyanogenic. Asam sinil dan garamnya (sianida) adalah racun yang sangat kuat (dosis fatal bagi seseorang yang tidak lebih dari 50 mg), dan asam itu sendiri dapat menembus tubuh bahkan melalui kulit yang utuh. Setelah dalam tubuh, sianode dan sianida dikaitkan dengan hemoglobin di CyangeMoglobin, mempengaruhi pusat pernapasan dan menyebabkan tersedak. Meskipun toksisitasnya, asam sintis digunakan dalam produksi serat sintetis dan beberapa jenis plastik. Dalam konsentrasi kecil, asam biru ditemukan di dunia pabrik (misalnya, di gorky almond). |
-Car, -Svyaz.
1. Akhir dari paragraf menunjukkan rumus struktural empat zat. Membuat formula elektronik dan molekuler untuk mereka.
2.Sign formula struktural dan elektronik yang biasa dari zat-zat berikut: CH 3 CL, COF 2, jadi 2 CL 2 dan N 2 H 4. Dalam hal kesulitan, menggambarkan pembentukan hubungan dalam molekul-molekul ini. Tentukan B. formula struktural -Dan -Ovy. Ingatlah bahwa pada atom CH 3 CL dan CL hanya dikaitkan dengan atom C, dalam COF 2 atom O dan F juga dikaitkan dengan atom karbon, dan pada 2 atom CL 2 O dan C1 hanya terhubung dengan S. atom .
7.9. Energi ikatan kovalen
Kekuatan komunikasi ditandai dengan energi komunikasi (lihat paragraf 7.5). Kekuatan ikatan kovalen dapat diperkirakan dalam dua cara: menentukan energi yang diperlukan untuk pemutusan semua obligasi dalam bagian tertentu dari substansi, atau dengan menentukan energi yang diperlukan untuk penghentian jumlah koneksi yang diketahui. Dalam kasus pertama, energi seperti itu disebut energi atomisasi, dalam energi kedua komunikasi. Dalam praktiknya, nilai molar yang sesuai digunakan.
Energi molar atomisasi menunjukkan energi apa yang harus dihabiskan untuk pemisahan 1 zat sholat pada atom terisolasi.
Energi molar komunikasi menunjukkan energi mana yang perlu dibelanjakan pada celah 1 mol (6.02. 10 23) koneksi. Untuk molekul diatomik, energi ini bertepatan.
Dan yang satu, dan energi molar lainnya diukur dalam kilodzhoule per mol: dalam kasus energi atomisasi - pada mol zat, dan dalam kasus energi komunikasi - pada mol obligasi. Saat menghitung jumlah tautan untuk menentukan ES Dual (atau Triple), koneksi dianggap sebagai satu ikatan.
Tabel 21.Contoh nilai E pada dan nilai rata-rata E SV (dalam KJ / MOL)
Zat |
Zat |
||||||
| H 2. | HF. | C- H. | N \u003d O. | ||||
| F 2. | Hcl. | N- H. | C- C. | ||||
| Cl 2. | HBR. | O- H. | C \u003d c. | ||||
| Br 2. | HAI | SI- H. | Cє C. | ||||
| I 2. | Bersama. | P-h. | Cє N. | ||||
| O 2. | IBR. | SH. | Si-o. | ||||
| N 2. | CLF | C \u003d O. | S \u003d O. |
Dari nilai yang diberikan pada Tabel 21, dapat disimpulkan bahwa kekuatan obligasi kovalen adalah semakin besar, semakin kecil ukuran atom yang mengikat dan lebih banyak beragam komunikasi.
Energi atomisasi molar, energi komunikasi molar.
7.10. Struktur molekul. Model hibridisasi
Sebagian besar senyawa dengan ikatan kovalen antara atom terdiri dari molekul.
Konsep "struktur molekul" - konsep yang agak luas dan termasuk, khususnya, struktur kimia dan struktur spasial.
Struktur kimia molekul dijelaskan oleh rumus struktural.
Struktur spasial molekul dijelaskan oleh rumus spasial.
Untuk mengkarakterisasi struktur spasial molekul secara kuantitatif, perlu untuk menentukan jarak cerdas dan sudut antara koneksi. Keduanya dapat ditentukan secara eksperimental.
Untuk menilai jarak interatomik dalam molekul zat, struktur spasial yang belum diteliti, yang disebut radii atom (kovalen) sering digunakan.
Jumlah atom radio atom dari berbagai elemen sama dengan jarak rata-rata antara atom elemen-elemen ini terkait dengan ikatan kovalen sederhana, dalam molekul atau kristal. Tabel radius atom ditampilkan dalam Lampiran 9.
Untuk memperkirakan sudut antara koneksi, model hibridisasi yang bermanfaat disediakan.
Ingatlah struktur kimia molekul metana (lihat Gambar. Di halaman 21). Dari skema formasi obligasi kovalen dalam molekul ini (hlm. 105) Ini mengikuti bahwa tiga dari empat koneksi dalam molekul ini persis sama. Karena poros awan elektronik P-AO saling tegak lurus, maka tiga obligasi kovalen terbentuk dengan partisipasi awan ini harus diarahkan pada sudut yang benar satu sama lain. Koneksi keempat harus berbeda dari mereka. Ini secara eksperimental menetapkan bahwa keempat obligasi dalam molekul metana sama sekali sama dan dikirim dalam ruang seperti yang ditunjukkan pada gambar (hlm. 21). Artinya, atom karbon menempati posisi di tengah tetrahedron (tetrahedral kanan, piramida segitiga), dan atom hidrogen dalam simpulnya. Ini hanya mungkin jika awan elektronik dari atom karbon yang terlibat dalam pembentukan komunikasi sama sekali sama dan terletak di ruang angkasa.
Sebagai bagian dari model hibridisasi, diasumsikan bahwa penyelarasan tersebut benar-benar terjadi.
Hibridisasi AO dan EO disebut hybrid.
Dalam kasus metana CH 4 hibridisasi, satu 2S-AO dan tiga 2p-jsc karbon atom dikenakan, sementara empat SP 3-hybrid JSC terbentuk. Secara skematis ini dapat ditulis sebagai:
1 (2S-AO) + 3 (2P-AO) 4 (SP 3 -AO).
Energi orbital menjadi sama dengan yang sama: - Komunikasi: Untuk memprediksi struktur molekul dengan benar menggunakan model Hybridisasi AO, Anda harus mengingat hal-hal berikut:
1) Dalam pembentukan ikatan kovalen pada atom-unsur-unsur-unsur-blok S-dan P, yang hanya memiliki elektron yang belum berpasangan (kelompok IIA, III dan IVA), orbital, di mana elektron-elektron ini selalu hibridisasi;
2) Ketika ikatan kovalen dibentuk oleh atom-atom elemen p-block, memiliki pasangan darurat (kelompok VA dan VIA), hibridisasi adalah karakteristik hanya untuk atom elemen periode kedua;
3) Untuk atom-atom elemen IA dan VIIA kelompok, konfirmasi eksperimental dari ada atau tidak adanya hibridisasi tidak mungkin;
4) Jika tidak ada hambatan, SP 3-hibridisasi dilakukan; Jika tidak ada cukup elektron valensi untuk ini, atau beberapa dari mereka terlibat dalam pembentukan wajah, maka SP 2 - atau SP-hibridisasi dilakukan.
Struktur kimia molekul, struktur spasial molekul, jarak interatom, sudut antara obligasi, radius atom, hibridisasi JSC, orbital hibrida, kondisi hibridisasi JSC.
1. Tingkatkan molekul zat-zat berikut dalam urutan peningkatan ikat ikatan: a) H 2 S, H 2 O, H 2 TE, H 2 SE; b) Ph 3, NH 3, SBH 3, Ash 3.
2. Untuk molekul-molekul berikut, gambar skema untuk pembentukan obligasi kovalen dan tentukan jenis hibridisasi atom tengah AO: a) CCL 4, dari 2, NF 3; b) BEI 2, BF 3, SICL 4; c) h 3 c- ch 3, hcho, n- dengan n.
Setiap atom terdiri dari kernel bermuatan positif dan cangkang elektronik bermuatan negatif. Karena tuduhan kernel dan elektron antara atom yang berdekatan, kekuatan elektrostatik muncul: daya tarik dan tolakan. Jika pemulihan atom menyebabkan penurunan energi partikel yang dihasilkan (dibandingkan dengan energi atom individu), ikatan kimia terbentuk.
Komunikasi kimia - Ini adalah kekuatan interaksi, memegang partikel satu sama lain.
Para ilmuwan telah membuktikan bahwa peran utama dalam pembentukan komunikasi dimainkan oleh elektron yang kurang dikaitkan dengan nukleus, yaitu, terletak di kulit elektronik luar. Elektron seperti itu disebut valensi.
Di atom elemen subkelompok utama. Semua Elektron Valence terletak di terakhir (eksternal) Lapisan elektronik dan jumlahnya sama dengan nomor grup.
Di atom elemen subkelompok samping. Elektron valensi biasanya terletak pada dua lapisan elektronik terakhir, Tetapi jumlah mereka juga sama dengan jumlah kelompok yang dimiliki elemen.
Misalnya, dalam atom kalium, satu elektron valensi, dalam atom mangan, 7 elektron valensi (Gbr. 1).
Ara. 1. Konfigurasi elektronik dari atom kalium dan mangan
Menurut teori obligasi kimia, cangkang eksternal delapan elektron adalah oktet paling stabil (jika dalam atom hanya 1 lapisan elektronik, maka untuk itu keadaan dua-elektron yang paling stabil adalah doublet).
Pembentukan e-shell yang stabil dapat terjadi dalam beberapa cara, oleh karena itu, berbagai jenis ikatan kimia membedakan.
Komunikasi kovalen - Obligasi kimia yang dibentuk oleh tumpang tindih awan elektronik atom. Awan elektronik (elektron), memberikan komunikasi, disebut pasangan elektronik umum.
Dua mekanisme ikatan kovalen dibedakan: pertukaran dan akseptor donor.
Dengan mekanisme pertukaran, setiap atom menyediakan satu elektron untuk membentuk pasangan yang umum:
A · + B \u003d A: Di
Dengan mekanisme akseptor donor, satu atom menyediakan beberapa elektron yang sudah ada (donor), dan atom lainnya menyediakan orbital gratis untuk pasangan elektron ini (akseptor):
A: + □ b \u003d A: Di
Hubungan yang dilakukan oleh pembentukan pasangan elektronik umum, pada tingkat yang sama milik kedua atom, disebut kovalen non-polar.
Kovalen komunikasi non-kutub Ini dibentuk antara atom-atom non-logam dengan nilai elektronegabilitas relatif yang sama, misalnya, dalam molekul klorin, nitrogen, antara atom karbon dalam etilen (Tabel 1).
|
Formula molekuler |
Formula elektronik. |
Formula grafis |
|
|
Meja. 1. Contoh senyawa di mana komunikasi non-polar kovalen hadir.
Jumlah pasangan elektronik umum tergantung pada berapa banyak elektron yang tidak memiliki cukup masing-masing atom untuk oktet. Klorin - elemen vi-a subkelompok, oleh karena itu, pada lapisan elektron elektronik luarnya. Octet tidak cukup elektron tunggal, itu berarti bahwa satu pasangan elektron umum di CL 2 akan terbentuk. Ada tiga pasangan elektronik umum antara atom nitrogen dalam molekul N 2, yaitu, ikatan kovalen tiga. Obligasi kovalen ganda terbentuk antara atom karbon dalam etilen.
Harap dicatat bahwa dari setiap aturan ada pengecualian dan aturan oktet tidak selalu dilakukan (contoh adalah molekul gas sulpus jadi 2).
Komunikasi kovalen polar Ini dilakukan dengan pembentukan pasangan elektronik umum, yang bergeser ke atom elemen yang lebih elektronegatif. Dalam hal ini, biaya parsial dibentuk pada atom: δ + dan Δ- (Gbr. 2).
Ara. 2. Pendidikan ikatan kovalen dalam molekul klorida
Semakin besar perbedaan elektronegasi atom unsur-unsur, semakin besar polaritas komunikasi.
Komunikasi ion. - Batasi kasus kovalen komunikasi Kutub.
Komunikasi ion. - Ini adalah daya tarik elektrostatik antara ion yang dibentuk oleh perubahan pasangan elektronik yang hampir lengkap ke salah satu atom. Jenis komunikasi ini terbentuk jika perbedaan nilai elektronegabilitas relatif atom besar (sebagai aturan, lebih dari 1,7 pada skala asli).
Komunikasi ion. biasanya terbentuk antara khas logamdan khas. nemetall. Misalnya, dalam natrium klorida NaCl natrium atom 1 elektron memberi atom klorin dan berubah menjadi kation, dan atom klorin, mengadopsi 1 elektron, berubah menjadi anion. Kation anion tertarik, dan koneksi ion terbentuk (Gbr. 3).
Ara. 3. Pendidikan komunikasi ion dalam natrium klorida
Garam, alkali, oksida besar, karbida, nitrida milik koneksi ion. Semua zat-zat ini dalam kondisi normal padat, dengan suhu leleh yang tinggi (biasanya 700-1000 ° C), solusi mereka dan meleleh saluran listrik.
Refleksi senyawa ionik dijelaskan oleh fakta bahwa ion dapat menarik ion bermuatan berlawanan dalam arah apa pun dan jumlah besar. Akibatnya, ion terhubung dengan kuat dengan kisi kristal. Misalnya, dalam kisi-kisi natrium natrium kristal, satu kation natrium dikelilingi oleh enam anion klorin, dan setiap anion klorin dikelilingi oleh enam kation natrium (Gbr. 4). Dengan demikian, seluruh kristal garam memasak entah bagaimana makromolekul besar yang terdiri dari sejumlah besar ion. DAN formula kimia NaCl hanya menentukan rasio mereka di kristal. Dalam kondisi normal, molekul NaCl tidak ada.
Ara. 4. Model kisi natrium klorida kristal
Dalam satu zat, beberapa jenis ikatan kimia dapat diimplementasikan. Misalnya, dalam amonium klorida ada obligasi kovalen yang terbentuk di pertukaran dan mekanisme akseptor donor, serta koneksi ionik antara amonium kation dan ion klorida (Gbr. 5).
Ara. 5. Pendidikan obligasi kimia dalam amonium klorida
Meringkas pelajaran
Anda belajar apa itu koneksi kimia dan mengapa itu terbentuk, apa perbedaan antara hubungan kovalen dan ionik, bagaimana menggambarkan skema pembentukan obligasi kimia dalam berbagai zat.
Daftar referensi
1. Novoshinsky I.I., Novoshinskaya N.S. Kimia. Tutorial untuk kelas 10 kelas. Kreatif Tingkat profil. - m.: LLC "Tid" kata Rusia - RS ", 2008. (§§ 8, 14)
2. Kuznetsova N.E., Litvinova T.N., Lekun A.N. Kimia: Kelas 11: buku teks untuk siswa. Kreatif (Tingkat profil): Dalam 2 jam. M.: Ventana Graf, 2008. (§9)
3. Radetsky A.M. Kimia. Bahan didaktik. 10-11 kelas. - m.: Pencerahan, 2011. (hlm. 88-95)
4. homchenko i.d. Pengumpulan tugas dan latihan dalam kimia untuk sekolah menengah. - m.: Ria "Gelombang Baru": Penerbit Demolekov, 2008. (hlm. 39-41)
Pekerjaan rumah
1.c. 39-40 NOS. 7.3, 7.5, 7,7, 7,17 dari pengumpulan tugas dan latihan dalam Chemistry for High School (Khomchenko I.D.), 2008.
2. Daftar zat: H 2 S, CO, KOH, K 2 O, NA 2 SO 4, CUCL 2, HI, S, PCL 3, N 2 O 5. Tulis dari rumus zat darinya: a) dengan ikatan ion; b) dengan ikatan kovalen.
3. Buat formula elektronik dari molekul jadi 2. Tampilkan Offset Kepadatan Elektronik. Tentukan jenis ikatan kimia.
Saya pertama kali menjelaskan struktur cangkang elektronik, berkontribusi pada penciptaan gagasan ikatan kimia dan sifat elektroniknya. Sesuai dengan model bor, elektron dapat menempati pada atom posisi, yang sesuai dengan keadaan energi tertentu, level energi I.E. Pada tahun 1915. Fisikawan Jerman Kossel memberikan penjelasan tentang obligasi kimia dalam garam, dan pada tahun 1916, ilmuwan Amerika Lewis mengusulkan interpretasi ikatan kimia dalam molekul. Mereka melanjutkan dari ide-ide bahwa atom-atom elemen memiliki kecenderungan untuk mencapai konfigurasi elektronik gas mulia (mengisi penuh lapisan elektronik luar). Representasi Kossel dan Lewis menerima nama teori elektronik valensi.
Kelengkapan elemen subkelompok utama Sistem periodik Tergantung pada jumlah elektron yang terletak di lapisan elektronik luar. Oleh karena itu, elektron eksternal ini disebut valensi. Untuk elemen subkelompok samping, baik elektron lapisan luar dan elektron sublevel internal dapat muncul sebagai elektron valensi.
Ada tiga jenis utama obligasi kimia: kovalen, ion, metalik.
Tabel. Jenis obligasi kimia dan fitur pembeda utama mereka.
| Komunikasi kimia | Atom yang mengikat | Karakter elemen. | Proses dalam shell elektronik | Bagian terbentuk | Sel kristal | Karakter industri. | Contohnya |
| Ionic. | Atom logam dan atom nemetalla | Elektropolon Hidup I. Listrik negatif |
Transisi elektron valensi | Ion positif dan negatif | Ionic. | Saline. NYU. |
Nacl cao naoh. |
| Kovalen | Atom nemmetalov (kurang sering atom logam) | Listrik. Alterner. Hidup |
Pendidikan pasangan elektronik umum, mengisi orbital molekuler | Molekul |
Molekuler |
Terbang atau non-volatile | BB 2 CO 2 C 6 H 6 |
| --------- | Atom | Seperti almond. NYU. |
DIAMOND SI SIC. | ||||
| Logam Kaya. |
Atom logam | Elektropolon Hidup |
Kembalinya elektron valensi | Ion positif dan gas elektronik | Logam | Logam- Kaya. |
Logam dan paduan |
Koneksi kovalen.
Obligasi kovalen terbentuk karena pasangan elektronik umum yang timbul dalam kerang atom terkait.
Perlu untuk memperkenalkan konsep elektronegativitas. Listrik adalah kemampuan atom elemen kimia Tekan pasangan elektronik umum yang terlibat dalam pembentukan koneksi kimia.
Sejumlah elektronegasi
Elemen Elektronegabilitas Relatif (dengan Poling)
| kelompok | SAYA. | Ii. | AKU AKU AKU | Iv. | V. | Vi. | Vii. | Viii. | |||
| titik | |||||||||||
| 1 | H. 2,1 |
Dia. - |
|||||||||
| 2 | Li. 0,97 |
MENJADI. 1,47 |
Dgn B. 2,01 |
C. 2,50 |
N. 3,07 |
HAI. 3,5 |
F. 4,10 |
Ne. - |
|||
| 3 | Na. 1,01 |
Mg. 1,23 |
Al 1,47 |
SI 1,74 |
P. 2,1 |
S. 2,6 |
Cl. 2,83 |
Ard - |
|||
| 4 | K. 0,91 |
Ca. 1,04 |
Sc. 1,20 |
Ti 1,32 |
V. 1,45 |
Cr. 1,56 |
M N. 1,60 |
Fe. 1,64 |
Bersama. 1,70 |
Ni. 1,75 |
|
| Cu. 1,75 |
Zn 1,66 |
Ga. 1,82 |
Ge. 2,02 |
Sebagai 2,20 |
SE. 2,48 |
Br. 2,74 |
KR. - |
||||
| 5 | Rb. 0,89 |
Sr. 0,99 |
Y. 1,11 |
Zr. 1,22 |
Nb. 1,23 |
Mo. 1,30 |
TC. 1,36 |
Ru 1,42 |
Rh. 1,45 |
Pd. 1,35 |
|
| Ag. 1,42 |
CD 1,46 |
DI. 1,49 |
Sn. 1,72 |
Sb. 1,82 |
TE. 2,01 |
SAYA. 2,21 |
. - |
||||
| 6 | CS. 0,86 |
Ba. 0,97 |
La * 1,08 |
HF. 1,23 |
TA. 1,33 |
W. 1,40 |
Kembali. 1,46 |
OS. 1,52 |
Ir. 1,55 |
PT. 1,44 |
|
| Au. 1,42 |
HG. 1,44 |
Tl 1,44 |
Pb. 1,55 |
DUA 1,67 |
Po 1,76 |
DI. 1,90 |
Rn - |
||||
| 7 | Fr. 0,86 |
Dgn Ra. 0,97 |
Ac ** 1,00 |
* LANTANOID - 1.08 - 1.14 | |||||||
Jarang zat Kimia Terdiri dari atom elemen kimia yang terpisah dan tidak terkait. Dalam sebuah bangunan seperti itu, hanya sejumlah kecil gas yang disebut Noble: Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon dan Radon memiliki struktur seperti itu. Lebih sering, bahan kimia tidak terdiri dari atom yang berbeda, tetapi dari asosiasi mereka untuk berbagai kelompok. Integrasi atom semacam itu dapat menarik beberapa unit, ratusan, ribuan atau bahkan lebih banyak atom.. Kekuatan yang menjaga atom-atom ini sebagai bagian dari kelompok tersebut disebut komunikasi kimia.
Dengan kata lain, dapat dikatakan bahwa ikatan kimia disebut interaksi, yang menyediakan hubungan atom individu menjadi struktur yang lebih kompleks (molekul, ion, radikal, kristal, dll.).
Alasan pembentukan obligasi kimia adalah bahwa energi dari struktur yang lebih kompleks kurang dari total energi individu, membentuk atomnya.
Jadi, khususnya, jika molekul XY terbentuk dalam interaksi atom X dan Y, ini berarti bahwa energi internal molekul zat ini lebih rendah daripada energi internal atom individu, yang dibentuk:
E (xy)< E(X) + E(Y)
Untuk alasan ini, dalam pembentukan obligasi kimia antara atom individu, energi akan dialokasikan.
Dalam pembentukan obligasi kimia, elektron lapisan elektronik eksternal dengan energi komunikasi terkecil dengan kernel terlibat, disebut valentines.. Misalnya, bora memiliki elektron 2 dari tingkat energi - 2 elektron pada 2 s-orbital dan 1 hingga 2 p.-Theliti:
Dalam pembentukan ikatan kimia, setiap atom berupaya untuk mendapatkan konfigurasi elektronik dari atom gas mulia, I.E. Sehingga di lapisan elektron luarnya ada 8 elektron (2 untuk elemen periode pertama). Fenomena ini menerima nama aturan oktet.
Pencapaian konfigurasi elektronik atom gas mulia dimungkinkan jika awalnya atom tunggal akan membuat bagian dari elektron valensi mereka dengan umum untuk atom lain. Pada saat yang sama, pasangan elektronik umum terbentuk.
Tergantung pada tingkat paksaan elektron, kovalen, komunikasi ionik dan logam dapat dibedakan.
Komunikasi kovalen
Obligasi kovalen paling sering terjadi antara atom elemen non-logam. Jika atom non-logam membentuk ikatan kovalen milik elemen kimia yang berbeda, koneksi seperti itu disebut kovalen kutub. Alasan untuk nama seperti itu terletak pada kenyataan bahwa atom elemen yang berbeda memiliki kemampuan yang berbeda untuk menarik pasangan elektronik yang sama untuk diri mereka sendiri. Jelas bahwa ini mengarah pada perpindahan pasangan elektron umum terhadap salah satu atom, sebagai akibat dari mana muatan negatif parsial terbentuk di atasnya. Pada gilirannya, muatan parsial positif dibentuk pada atom lain. Misalnya, dalam molekul Chloroodor para Elektronik bergeser dari atom hidrogen ke atom klorin:
Contoh zat dengan ikatan kutub kovalen:
CCL 4, H 2 S, CO 2, Ph 3, SiO 2, dll.
Koneksi non-polar Covenate dibentuk antara atom-atom non-logam dari satu elemen kimia. Karena atom identik, sama dan kemampuan mereka untuk menunda elektron umum. Dalam hal ini, perpindahan pasangan elektronik tidak diamati:
Mekanisme pembentukan obligasi kovalen yang dijelaskan di atas, ketika kedua atom menyediakan elektron untuk pembentukan pasangan elektronik umum, disebut nilai tukar.
Ada juga mekanisme akseptor donor.
Dalam pembentukan ikatan kovalen pada mekanisme akseptor donor, pasangan elektron umum dibentuk karena orbital satu atom (dengan dua elektron) dan orbital kosong dari atom lainnya. Sebuah atom yang menyediakan pasangan elektron berair disebut donor, dan atom dengan akseptor orbital gratis. Atom memiliki elektron berpasangan, misalnya N, O, P, S.
Misalnya, menurut mekanisme akseptor donor, kovalen keempat komunikasi N-H Di kation amonium NH 4 +:
Selain polaritas, obligasi kovalen juga ditandai dengan energi. Energi komunikasi disebut energi minimal yang diperlukan untuk memecah ikatan antara atom.
Energi komunikasi berkurang dengan peningkatan radiasi atom yang mengikat. Seperti yang kita tahu radii Atom Meningkatkan subkelompok, dimungkinkan, misalnya, untuk menyimpulkan bahwa kekuatan ikatan halogen-hidrogen meningkat berturut-turut:
HAI< HBr < HCl < HF
Juga, energi yang mengikat tergantung pada multiplisitasnya - semakin besar multiplisitas komunikasi, semakin besar energinya. Di bawah banyaknya komunikasi dipahami sebagai jumlah pasangan elektronik umum antara dua atom.
Komunikasi ion.
Komunikasi ion dapat dipandang sebagai kasus ekstrem dari komunikasi kutub kovalen. Jika pasangan elektron umum dipindahkan dalam koneksi kovalen dan kutub ke salah satu dari pasangan atom, maka dalam ion itu hampir sepenuhnya "diberikan" salah satu atom. Sebuah atom yang memberikan elektron memperoleh muatan positif dan menjadi kation., dan atom yang memanjat elektron-Nya, memperoleh muatan negatif dan menjadi anion..
Dengan demikian, koneksi ion adalah hubungan yang dibentuk oleh daya tarik elektrostatik kation untuk anion.
Pembentukan jenis komunikasi ini adalah karakteristik interaksi logam khas dan non-logam khas.
Misalnya, kalium fluoride. Kation kalium diperoleh sebagai akibat dari pemisahan dari atom netral satu elektron, dan ion fluor dibentuk ketika fluor terhubung ke satu atom elektron:
Kekuatan objek wisata elektrostatik muncul antara ion yang dihasilkan, sebagai akibat dari mana koneksi ion terbentuk.
Dalam pembentukan obligasi kimia, elektron dari atom natrium pindah ke atom klorin dan ion bermuatan berlawanan dibentuk, yang memiliki tingkat energi eksternal yang lengkap.
Telah ditetapkan bahwa elektron dari atom logam tidak memanjang sepenuhnya, tetapi hanya bergeser ke arah atom klorin, seperti dalam ikatan kovalen.
Sebagian besar senyawa biner yang mengandung atom logam adalah ion. Misalnya, oksida, halida, sulfida, nitrides.
Koneksi ion juga terjadi antara kation sederhana dan anion sederhana (F -, CL -, S 2-), serta antara kation sederhana dan anion kompleks (No 3 -, SO 4 2-, Oh -, Oh -, Oh -, Oh - ). Oleh karena itu, senyawa ionik termasuk garam dan pangkalan (NA 2 SO 4, CU (NO 3) 2, (NH 4) Jadi 4), CA (OH) 2, NAOH)
Komunikasi logam
Jenis komunikasi ini terbentuk dalam logam.
Pada atom-atom dari semua logam pada lapisan elektron luar ada elektron yang memiliki energi obligasi rendah dengan inti atom. Untuk sebagian besar logam, proses kehilangan elektron eksternal bermanfaat secara energetik.
Mengingat interaksi yang begitu lemah dengan nukleus, elektron dalam logam ini sangat mobile dan di setiap kristal logam terus menerus terjadi proses berikut:
M 0 - ne - \u003d m n +,
di mana M 0 adalah atom logam netral, dan M + kation dari logam yang sama. Gambar di bawah ini menunjukkan ilustrasi proses yang terjadi.
Artinya, elektron "digunakan" oleh kristal logam, memutuskan sambungan dari satu atom logam, membentuk kation darinya, menghubungkan ke kation lain, membentuk atom netral. Fenomena seperti itu disebut "angin elektronik", dan kombinasi elektron bebas dalam kristal atom nemmetall disebut "gas elektronik". Jenis interaksi yang serupa antara atom logam disebut dasi logam.
Komunikasi hidrogen
Jika atom hidrogen dalam zat apa pun dikaitkan dengan elemen elektron tinggi (nitrogen, oksigen atau fluor), fenomena tersebut ditandai sebagai ikatan hidrogen.
Karena atom hidrogen dikaitkan dengan atom elektronegatif, muatan positif parsial terbentuk pada atom hidrogen, dan pada atom elemen elektronegatif - sebagian negatif. Dalam hubungan ini, menjadi mungkin untuk daya tarik elektrostatik antara atom hidrogen bermuatan positif satu molekul dan atom elektro-negatif yang lain. Misalnya, ikatan hidrogen diamati untuk molekul air:
Itu adalah ikatan hidrogen yang menjelaskan abnormal panas Air lebur. Selain air, juga tahan lama obligasi hidrogen Mereka terbentuk dalam zat seperti hidrogen fluoride, amonia, asam yang mengandung oksigen, fenol, alkohol, amina.