בהתאם לעיקרון הבסיסי שחשוב תמיד לתפוס את המצב הנפתח ביותר, אטומים בודדים יש נטייה בולטת פחות או יותר ליצור חיבור אטומי. ההבדל של האנרגיה של אטום נפרד EA ו Atom במתחם מוצק, בפרט קריסטל, EK נקרא אנרגיה מחייב EV. זה אנרגיה Bond EV \u003d EA-EK שווה לאנרגיה שבילה על שחרורו של אטום נפרד מהקשר שלה. זה תלוי בסוג המקביל של תקשורת, אשר יוצר חיבור אטומי.
בכוחות המספקים את אחיזת הגביש, אנחנו מדברים על אטרקציה בין אלקטרונים טעונים שלילית גרעינים אטומיים טעונים חיובית. כוחות משיכה אלה נוצרים מתוך הרצון של אטומים כדי להשיג רוויה של מדינות קוונטיות בקליפה החיצונית המתאימה, כלומר. לאמץ תצורת גז אינרטי. על פגז 2, 3, 4, זה קורה במקרה של S- ו P-conty (s2 ו p6), i.e. כאשר זה, בהתאמה, פגז חיצוני עם שמונה אלקטרונים.
כוחות המשיכה מתנגדים לכוח הדוחים בין אותו שם המטלות ובין האלקטרונים. מן שיווי המשקל של האטרקציה וכוחות הכוחות הדוחים, המרחק בין אטומים במתחם גבישי, שנקבע על ידי מדינות הקוונטים של אלקטרונים חיצוניים וסוג התקשורת (איור 5.6.1). עבור המרחק R0, כוחו של משיכה ודחייה הוא פיצוי (שווה). המתחם הגבישי נמצא בשיווי משקל.

לפיכך, ניתן להבין כי המבנה של פגזים אלקטרוניים חיצוניים מוביל לסוגים שונים של תקשורת בין אטומים בודדים. סוג התקשורת נקבע על ידי המאפיינים האופייניים של הקשר האטומי. אם יש צורך לתת את תשומת הלב הגדולה ביותר של חיבור מתכתי, אז סוגים אחרים של גופים מוצקים צריך להיחשב להבין את המבנה ואת המאפיינים של מוצקים. בהתאם לגודל של האנרגיה המחייבת, הסוגים הבאים שונים (איור 5.6.2):
1. הקשר של ואן דר ואלים (ראה איור 5.6.2, א).
סוג זה של תקשורת זמין גזים אינרטיים מוצקים גבישים מולקולריים. יש לו אנרגיה תקשורת נמוכה מאוד. מאז גזים אינרטיים יש מלא (כבוש) מדינות קוונטיות על הקונכייה החיצונית, אז הרצון של אטומים כאלה להתאחד לתוך תרכובת חזקה ניתן להסביר על ידי העובדה כי התפלגות החיובים אינה סימטרית באופן גלרית, אבל יש לו מלא רֶגַע. מוטות חיוביים ושליליים גורמים לתרכובות חלשות (מצמדים) של מוצקים אלה, שהתגבשו עם האריזה הדוקה של הכדורים-אטומים.
2. תקשורת מתכת (ראה איור 5.6.2, ב).
ב מתכות יש פגז רזה יחסית מלאה אלקטרונית. אלקטרונים חיצוניים של אטומים ניתנים ולא שייכים עוד לאטומים מסוימים. במתכות מסוימות, למשל, FE ו- B, על פגזי אלקטרונים פנימיים סמוכים, לא מדינות קוונטיות כבושות לחלוטין תורמות לתקשורת. יון מסגרות מתכת "לצוף" בגז אלקטרוני שפועל כמו "תקלה". הודות אלקטרונים נע חופשי, מוליכות חשמלית טובה נוצר. מאחר שכל האטומים במתכות תופסים עמדות מקבילות, בפעולה של כוחות חיצוניים, ניתן להזיז את האטומים ביחס זה לזה, והם תמיד מוצאים מקומות שווים בשכונה. זה יכול להסביר את הפלסטיות הטובה של מתכות. במקביל, מטבע התקשורת יש נטייה של מתכות לאריזות הדוק של אטומי הכדורים.
.3 תקשורת בונופול (ראה איור 5.6.2, ב).
כאן אנחנו מדברים תעריפים. בעזרת כוחות Valence כיוונית, אטומים הומוגניים מחוברים. אנרגיה תקשורת באותו זמן הוא גדול יחסית. ברצון פגז חיצוני מלא, האטומים מחוברים כך שהאלקטרונים החסרים מוחלפים בצורה כזו ששני אלקטרונים או יותר מטופלים בו זמנית לשני אטומים או יותר. כלור עם שבעה אלקטרונים, למשל, יש מצב אנרגיה פנוי בקליפה החיצונית. בשל המתחם של שני אטומי כלור, שני האלקטרונים האלה מחולקים בצורה כזו, כי במולקולת CL2 עבור כל אטום יש מעטפת כבושה לחלוטין. בגלל זה, האנרגיה מצטמצם במולקולה של אטום נפרד.
אם יש שני אלקטרונים להחלפה מוחלטת של מצב האנרגיה על הקונכייה החיצונית, הקשר הקוובנטי יציב, למשל, SB3 אנטימון. ב פחמן על הקונכייה החיצונית אין ארבע אלקטרונים, כך אטום פחמן עם ארבע שכנים הקרובים מחלקים אלקטרונים חסרים. כך, ביהלומים, התצורה של חמישה אטומים היא יציבה. מספר השכנים הקרובים ביותר, כלומר מספר התיאום מחושב בדרך זו מ -8-n ו- n הוא מספר האלקטרונים בקליפה החיצונית. לפיכך, קשר קוולנטי אפשרי רק באלמנטים עם n ≤ 4. עם n ≥ 4, מספר האלקטרונים עבור סוג זה של המצמד אינו מספיק. Covalent קשרים קריסטלים מוצקים מאוד (יהלום) ו לזהות ב צורה טהורה מוליכות קלה מאוד.
4. תקשורת הטרופול (יונית) (ראה איור 5.6.2, ד).

זה סוג של תקשורת יש אנרגיה גבוהה מאוד. לפי סוג זה, אלמנטים עם פגזים אלקטרוניים כמעט לחלוטין עם אלמנטים עם פגזים חיצוניים כמעט לא פנויים מחוברים. כדי ליצור פגזים סגורים, אלמנט אחד נותן אלקטרון, אלמנט נוסף לוקח אותם.
אז, קריסטל NaCl נוצר בשל העובדה כי NA נותן אלקטרון על הקונכייה החיצונית, ו CL, אשר אין אלקטרון, מקבל את זה. בשל זה, NA + עם הארכה חיובית של תשלום הופך קטיון, cl- עם תשלום שלילי - אניון. תקשורת באמצעות אינטראקציה אלקטרוסטטית של יונים טעונים מנוגדים. ב יון קריסטל, יונים ממוקמים בצורה כזו כי אטרקציה קולומב של חיובים שונות חזקה יותר מאשר דחייה coulomb של אותם יונים. מבני גביש אופייניים עבור גבישים יוניים הם מבנה של כלוריד נתרן וצוסיום כלורי. מאז דפורמציה של תקשורת צריך לקום, גבישים אלה, כמו קוולנט, הם מוצקים ושברירי. גופים מוצקים עם איוני יון יש מוליכות אלקטרוליטית.
ב מתכות, יחד עם מצמד מתכתי, יונית ו בונד קוולנט. סוגים אלה של תקשורת מזוהים בעיקר בשלבים intermetallic. במקביל, אלה סוגים של תקשורת ברוב המקרים נמצאים לא מצב טהור, אבל בצורות מעורבות. Intermetallic; השלבים לעומת מתכתי גרידא הם מאוד קשה, שביר לשמור על תכונות כוח שלהם לטמפרטורות גבוהות. לכן, שלבים intermetallic מתאים כדי להפוך מתכות עם מוצק, ללבוש חום עמיד.
צורות חשובות של שלבים intermetallic הם carbides.
בנוסף לסוגים הנחשבים של תקשורת, אתה צריך להתקשר עוד גשר מימן. חיבור זה הוא בעיקר טבע יוני. האטום המימן מאבד את האלקטרון שלה, מזרז, יוצר גשר בין אטומים שליליים מאוד, כגון F, N ו- O.

§אחד. כמו אלקטרונים "Kisov" הקשר הקובלנטי

מולקולות מורכבות אטומים מחוברים.
אבל כפי ש מחובר - דבק, מודבק, המורכב על ידי שרשרת אחת? ומי הוא המכונאי, נגר או נפח, המחבר את האטומים יחד?
אתה כבר יודע כי בעת העתיקה זה נחשב בסדר של דברים כי אטומים משולבים עם ווים. מכאן לא רחוק ללחצנים עם לולאות.
אם אתה משחרר את הבדיחות, נצטרך להודות כי השאלה היא לא קלה: כי הקליפה של כל אחד אטומים הקשורים במולקולה מורכב האלקטרונים טעון אותו על השלט, אז כאשר מנסים להביא את העננים האלקטרוניים להביא עננים אלקטרוניים, דחייה חזקה יתרחשו בהכרח.
אבל אטומים עדיין לְחַבֵּר! יתר על כן, בעזרתם של אלה האלקטרונים ביותר שנראים להיות עם החיבור.

ככה זה קורה ...
נזכיר כי האלקטרונים באטום אנו מסומן בדרכים שונות - חץ מצביע למעלה וחץ מכוון למטה:

ו ↓.

והוא ממוקם בין ליבות שני האטומים. הן גרעינים טעונים חיובי של אטומים ימשכו זוג אלקטרוני שלילי, ולכן, הן זה לזה:

אז הוא נוצר משני אטומים נפרדים המולקולה הממדית הפשוטה ביותר. לדוגמה, משני אטומים מֵימָן N. מתברר מולדולה H 2.:

כל דבר נשאר: להבין מדוע זה פתאום שני אלקטרונים נעלמו להתאחד עם זוג?

לפילוסופים יוונית עתיקה היתה תשובה חד משמעית לשאלה זו. הם האמינו כי, האירועים בעולם של אטומים כלל, כמו אנשים, שתי רגשות - אהבה ו מספיק.
אז דחייה הדדית היא מספיק, ואת החיבור של שני אטומים הוא חֲבֵרוּת, אהבה ובסוף, נישואים מאושרים.

ייצוגים נאיבים של העת העתיקה בימינו, יש צורך לתמוך בכל הסברים פיזיים אמיתיים. אבל לא נניח ששני אלקטרונים הם שני היורים - נצמדים זה לזה עם נוצותיהם? הנקודה שונה לחלוטין!

כל אלקטרון, בנוסף למטען החשמלי, יש רגע מגנטי ומתנהג כמו מיקרוסקופי מַגנֵט. שני אלקטרונים עם חצים multidirectional הוא שתיים כגון מיקרומגנט עם מוטות מונחים מנוגדים. כאן הם נמשכים זה לזה:

בכל מקרה, זוג האלקטרונים נוצר. אבל זה קורה, יש צורך כי האטומים להגיע זה לזה, ואת העננים האלקטרוניים שלהם משולבים חלקית. כימאים קוראים למצב הזה ב"כלכלה "האטומית חופפים אורטיות אטומית.

לקחת את אותה דוגמה של היווצרות של מולקולת מימן מאטומים. שתי כדוריות (כדוריות) מסלוליות, שתי עננים אלקטרוניים חופפים ונכנסים לאחד לשני, כך:

במקביל הוא נוצר תקשורת קוולנטית.

קוולנט נקרא קשר כימי כזה, אשר נוצר באמצעות זוג אלקטרונים.

אם אתה מעביר את התמונה שלנו לשפה של תאים קוונטיים, זה ייראה כך:

כימאים אומרים כי הקשר הכימי במקרה זה הוקם על ידי לְהַחלִיף(אחרת - על ידי "שווה ערך") מַנגָנוֹן".

בדיוק אותו מולקולה מימן עשוי להיות נוצר בצורה שונה, אם אתה אינטראקציה אחד עם השני cation מֵימָן N. + (אין לו אלקטרון, אלא רק ריק אורביטל אטומי.) אני. אניון מֵימָן N. - אשר יש זוג אלקטרונים:

H + + H - \u003d H 2

על דיאגרמת האנרגיה נראה כך.

כימיה מדהימה, מודה, מדע מסובך. מסיבה כלשהי, זה קשור לניסויים בהירים, צינורות מבחנים רב צבעוניים, ענני קיטור צפופים. אבל כמה אנשים חושבים אם זה "קסם" מגיע. למעשה, שום תגובה עוברת ללא היווצרות של תרכובות בין האטומים של ריאגנטים. יתר על כן, אלה "מגשרים" נמצאים לפעמים אלמנטים פשוטים. הם משפיעים על היכולת של חומרים להיכנס לתגובה ולהסביר כמה תכונות פיזיות שלהם.

איזה סוג של סוגים קשרים כימיים ואיך הם משפיעים על הקשרים?

תֵאוֹרִיָה

אתה צריך להתחיל עם הפשוטה ביותר. הקשר הכימי הוא האינטראקציה שבה אטומי חומרים מחוברים ויצרו חומרים מורכבים יותר. זה טועה להאמין כי זה אופייני רק תרכובות כמו מלחים, חומצות ובסיסים - אפילו חומרים פשוטים כי הם מולקולות של שני אטומים, יש אלה "מגשרים", אם כך ניתן לשנות את החיבור. אגב, חשוב לזכור כי רק אטומים שיש חיובים שונים יכולים להתאחד (אלה הם יסודות של הפיזיקה: אותם חלקיקים טעונים הם דוחה, ואת ההפך - נמשכים), כך חומרים מורכבים תמיד יש קטיון (יון עם תשלום חיובי) ו אניון (חלקיק שלילי), והחיבור עצמו תמיד יהיה ניטרלי.

עכשיו בואו ננסה להבין איך התרחשות היווצרות של חיבור כימי.

מנגנון החינוך

כל חומר יש כמות מסוימת של אלקטרונים מופץ על ידי שכבות אנרגיה. הפגיע ביותר הוא השכבה החיצונית, שעליה המספר הקטן ביותר של חלקיקים אלה הוא בדרך כלל ממוקם. אתה יכול ללמוד את מספרם על ידי הסתכלות במספר הקבוצה (קו עם מספרים מאחד עד שמונה בחלק העליון של לוח Mendeleev), שבו ממוקם האלמנט הכימי, ואת כמות שכבות האנרגיה שווה למספר התקופה (מתוך אחד לשבע, המחרוזת האנכית משמאל אלמנטים).

באופן אידיאלי, יש שמונה אלקטרונים על שכבת האנרגיה החיצונית. אם הם חסרים, האטום מנסה לגרור אותם בחלקיק אחר. הוא נמצא בתהליך של בחירת האלקטרונים הדרושים כדי להשלים את שכבת האנרגיה החיצונית של אלקטרונים שנוצרו על ידי חיבורים כימיים של חומרים. מספרם עשוי להשתנות ותלוי במספר הערכיות, או לא מזוהם, חלקיקים (כדי לגלות כמה מהם באטום, יש צורך להפוך אותו לנוסחה אלקטרונית). מספר האלקטרונים שאין להם זוג יהיה שווה למספר הקשרים שנוצרו.

קצת יותר על סוגים

סוגי איגרות חוב כימיות נוצרו במהלך תגובות או פשוט במולקולה של חומר כלשהו תלויים לחלוטין באלמנט עצמו. ישנם שלושה סוגים של "מגשרים" בין אטומים: יון, מתכת קוולנטית. האחרון, בתורו, מחולק לקוטב ולא פולאר.

כדי להבין אילו איגרות חוב קשורות לאטומים, להשתמש בסוג של כלל: אם האלמנטים נמצאים בחלקים הימניים והשמאלים של השולחן (כלומר, הם מתכתיים ולא מטלולים, כגון NACL), אז הקשר שלהם הוא דוגמה מצוינת של חיבור יון. שני טופס לא מתכות (HCL), ושני אטומים של חומר, המחוברים למולקולה אחת, הוא לא קוטב קוולנטי (CL 2, O 2). הסוגים הנ"ל של איגרות חוב כימיות אינם מתאימים לחומרים המורכבים מתכות - הוא נמצא באופן בלעדי

אינטראקציה קוולנטית

כאמור, סוגי האג"ח הכימיות יש השפעה מסוימת על חומרים. אז, למשל, "מגשר" קוולנטי הוא מאוד לא יציב, בשל אשר תרכובות עם זה נהרס בקלות על אפקט חיצוני קל, חימום למשל. נכון, נוגע לזה רק חומרים מולקולריים. אלה שיש להם מבנה nemolecular., למעשה בלתי ניתנת להריסה (הדוגמה המושלמת היא קריסטל יהלום - תרכובת של אטומי פחמן).

בואו נחזור אל הקוטב ולא פולאר עם לא פולאר, הכל פשוט - האלקטרונים, ביניהם "המגשר" נוצר, הם במרחק שווה מאטומים. אבל במקרה השני, הם נעו לאחד האלמנטים. הזוכה ב "טיפול" יהיה החומר, electronegability (היכולת למשוך אלקטרונים) של אשר גבוה יותר. הוא נקבע על ידי שולחנות מיוחדים, וככל שההבדל של ערך זה בשני אלמנטים, התקשורת הקוטבית יותר ביניהם. נכון, הדבר היחיד שעבורו הידע של ElectroneGability של האלמנטים יכול להיות שימושי הוא ההגדרה של קטיון (תשלום חיובי - חומר כי ערך זה יהיה פחות) ו אניון (חלקיק שלילי עם יכולת טובה יותר למשוך אלקטרונים ).

תקשורת יון

לא כל סוגי האג"ח הכימיות מתאימות למתכת ולאמטאל. כאמור, אם ההבדל ב electonegativity של האלמנטים הוא ענק (כלומר, זה קורה כאשר הם ממוקמים בחלקים הנגדים של השולחן), הוא נוצר ביניהם תקשורת יון. במקרה זה, האלקטרונים Valence לנוע מאטום עם פחות electronegacity לאטום עם יותר, יוצר אניון ו קטיון. הדוגמה הבולטת ביותר של חיבור זה היא תרכובת הלוגן ומתכת, לדוגמה ALCL 2 או HF.

תקשורת מתכת

מתכות עדיין קל יותר. הם זרים לסוגים של יחסים כימיים, כי יש להם משלהם. זה יכול להיות משולב כמו אטומים של חומר אחד (Li 2) ו שונה (ALCR 2), בסגסוגות במקרה האחרון נוצרים. אם לדבר על תכונות גשמיות, מתכות לשלב פלסטיות ועמידות בעצמם, כלומר, הם לא נהרסים על החשיפה הקלה ביותר, אבל פשוט לשנות את הטופס.

תקשורת intermolecular

אגב, קיימים איגרות חוב כימיות במולקולות. הם נקראים גם intermolecular. את הסוג הנפוץ ביותר - מימן תקשורתשבו האטום המימן נקשר את האלקטרונים על ידי האלמנט עם ElectroneGathy גבוה (במולקולת המים, למשל).

תשומת לב, רק היום!

מידה של חמצון

על חזותיות של תשלום מותנה

כל מורה יודע כמה פירושו השנה הראשונה של לימוד הכימיה. האם יהיה ברור, מעניין, חשוב בחיים ובאשר בחירת מקצוע? הרבה תלוי במיומנות של המורה זמין ויזואלית לענות על "פשוט" שאלות של תלמידים.

אחת השאלות האלה: "לאן באים הנוסחאות?" - דורש ידע של המושג "חמצון".

נוסח הקונספט של "מידת החמצון" כ"אשמה מותנית של אטומים של אלמנטים כימיים במתחם שחושב על בסיס ההנחה שכל התרכובות (ו"קוטבית "וקוטבית") כוללת רק יונים "(ראה: Gabrielyan O.S.כימיה-8. M: ירידה, 2002,
מ. 61) זמין לכמה תלמידים שמבינים את אופי הקמת הקשר הכימי בין אטומים. רובם זוכרים הגדרה זו קשה, זה צריך לחדד. ובשביל מה?

הגדרה - צעד ידע והופך לכלי לעבודה כאשר הוא לא דחק, אבל אני זוכר כי זה ברור.

בתחילת המחקר של הנושא החדש, חשוב להמחיש בבירור מושגים מופשטים, אשר רבים במיוחד במהלך הכימיה של כיתה 8. זו גישה זו שאני רוצה להציע, ולהביא את הרעיון של "מידת החמצון" עד המחקר של סוגי איגרות חוב כימיות וכיסוד להבנת מנגנון החינוך שלה.

מן השיעורים הראשונים, תלמידי כיתות ח 'לומדים ליישם מערכת תקופתית אלמנטים כימיים כמו שולחן התייחסות להרכיב את היווצרות של אטומים ולקבוע את המאפיינים שלהם במספר האלקטרונים valence. החל להיווצרות של הרעיון של "מידת החמצון", אני מבלה שני שיעורים.

שיעור 1.
למה אטומי Nemmetalov.
האם אתה מחובר זה לזה?

בואו נהיה מפנטזים. איך ייראה העולם, אם האטומים לא היו מחוברים, יהיו מולקולות, גבישים ותצורות גדולות יותר? התשובה בולטת: העולם יהיה בלתי נראה. העולם של גופים פיזיים, אנימציה ודומם, פשוט לא!

לאחר מכן, אנו דנים אם כל האטומים של אלמנטים כימיים מחוברים. האם יש אטומים בודדים? מתברר כי יש אטומים של גזים אצילים (אינרטיים). לְהַשְׁווֹת מבנה אלקטרוני האטומים של גזים אצילים, לגלות את המוזרות של רמות אנרגיה חיצוניות הושלמה בר קיימא:

ביטוי "רמות אנרגיה חיצוניות הושלמו ויציבים" פירושו כי רמות אלה מכילות את המספר המרבי של אלקטרונים (ב הליום אטום - 2 -, באטומים של גזים אצילים אחרים - 8 -).

כיצד להסביר את היציבות של רמת שמונה אלקטרונים חיצוניים? במערכת התקופתית, שמונה קבוצות של אלמנטים, משמעות הדבר היא כי המספר המרבי של אלקטרונים Valence הוא שמונה. אטומי גזים אצילים הם רווקים כי יש להם את המספר המרבי של אלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית. הם לא יוצרים כל מולקולות כמו CL 2 ו- P 4 NOR סריגי קריסטלכמו גרפיט ויהלום. אז אפשר להניח כי האטומים של הנותרים האלמנטים הכימיים מבקשים לקבל את הקונכייה של גז אצילי - שמונה אלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית - חיבור זה לזה.

אנו נא לאמת את ההנחה הזו בדוגמה של היווצרות של מולקולת המים (פורמולה H 2 O ידוע לתלמידים, כגון העובדה כי מים הוא החומר העיקרי של כדור הארץ והחיים). למה פורמולה מים H 2 o?

באמצעות תוכניות אטומיות, התלמידים ניחשים למה זה יתרון להתאים שני אטומים H ואטום אחד על המולקולה. כתוצאה מתזוודה של אלקטרונים בודדים משני אטומי מימן, שמונה אלקטרונים ממוקמים באטום חמצן באטום חמצן. מציעים סטודנטים שיטות שונות סידור הדדי של אטומים. אנו בוחרים באפשרות סימטרית, המדגישה כי טבע חי על פי חוקי היופי וההרמוניה:

תרכובת האטומים מובילה לאובדן האלקטרוניות שלהם, אם כי המולקולה היא בדרך כלל באופן אלקטרוני:

המטען המתפתח מוגדר כתניס, כי זה "מוסתר" בתוך המולקולה electropetral.

אנו יוצרים את הרעיון של "electronegacity": אטום חמצן יש תשלום שלילי מותנה -2, כי הוא דחה שני אלקטרונים מאטומי מימן. אז, חמצן מימן electronegable.

אנחנו כותבים: חשמל (EO) הוא רכושם של אטומים כדי להעביר אלקטרונים valence מאטומים אחרים. אנחנו עובדים עם מספר electronegability של לא מתכות. באמצעות מערכת תקופתית, להסביר את פלואור האלקטרוני הגבוה ביותר.

שילוב של כל האמור לעיל, אנו מגבשים ולכתוב את קביעת מידת החמצון.

מידת החמצון היא מטען מותנה של אטומים במתחם השווה למספר האלקטרונים שזימו לאטומים עם מוגבלת יותר.

ניתן להסביר את המונח "חמצון" כחזרת אטומי אלקטרונים של אלמנט אלקטרונגטיבי יותר, תוך הדגשת כי כאשר האטומים של שאינם מתכות שונים מחוברים, רק עקירה אלקטרונית יותר ללא מתכת. לפיכך, ElectroneGativity הוא רכושם של אטומי מתכת, אשר בא לידי ביטוי בתואר "מספר electrongability של לא מתכות".

על פי חוק הקביעות הרכב של חומרים, נפתח מדען צרפתי יוסף לואיס פרוסט בשנת 1799-1806, כל חומר נקי מבחינה כימית, ללא קשר למיקום ושיטת הקבלה, יש את אותו הרכב קבוע. אז, אם יש מים על מאדים, אז זה יהיה אותו "אפר שני- o"!

בתור תיקון החומר, אנו בודקים את "הנכונות" של הנוסחה דו תחמוצת הפחמן, לנוסחה של הנוסחה של המולקולה CO 2:

אטומים עם electroneGitility שונים מחוברים: פחמן (EO \u003d 2.5) וחמצן (EO \u003d 3.5). אלקטרונים ואלנס (4) -) אטום פחמן מועבר לשני אטומי חמצן (2 - - לאטום אחד בערך ו -2 -- אטום אחר על). כתוצאה מכך, מידת החמצון הפחמן הוא +4, ואת מידת החמצון של חמצן -2.

חיבור, האטומים הושלמו, להפוך את רמת האנרגיה החיצונית שלהם יציבה (משלימים אותו עד 8 -). לכן האטומים של כל האלמנטים מלבד גזים אצילים מחוברים זה לזה. האטומים של גזים אצילים הם רווקים, נוסחאותיהם נכתבות על ידי סימן של אלמנט כימי: לא, NE, AR וכן הלאה.

מידת החמצון של האטומים של גזים אצילים, כמו גם את כל האטומים במצב החופשי, הוא אפס:

זה מובן, כי אטומים אלקטרוניים.

מידת החמצון של אטומים במולקולות של חומרים פשוטים היא גם אפס:

בעת חיבור אטומים של אלמנט אחד, לא מתרחשת עקירה אלקטרונית, כי ElectroneGability שלהם זהה.

אני משתמש בדלפק הקבלה של הפרדוקס: כיצד להשלים את רמת האנרגיה החיצונית שלך עד שמונה אטומי אלקטרונים של לא מתכות בהרכב של מולקולות גזים ממדיים, למשל, כלור? מציג את השאלה הזאת:

משמרות של אלקטרונים ערכיים ( -) לא קורה, כי חשמל של אטומי כלור הם זהים.

שאלה זו מעמידה סטודנטים במבוי סתום.

בתור טיפ, מוצע לשקול דוגמה פשוטה יותר - היווצרות של מולקולת מימן דיאטומית.

סטודנטים לזהות במהירות: עקירה של האלקטרונים היא בלתי אפשרית, אטומים יכולים לשלב את האלקטרונים שלהם. התוכנית של תהליך זה היא כדלקמן:

אלקטרונים Valence להיות נפוץ, חיבור אטומים לתוך מולקולה, בעוד רמת האנרגיה החיצונית של אטומי מימן הופך להיות שלם.

אני מציע לצייר נקודות אלקטרונים Valence. אז זוג הכולל של האלקטרונים צריך להיות ממוקם על ציר הסימטריה בין אטומים, כי כאשר חיבור אטומים של אלמנט כימי אחד של עקירה אלקטרונים לא מתרחשת. כתוצאה מכך, מידת החמצון של אטומי מימן במולקולה היא אפס:

אז הבסיס הוא הניח ללימודים בקשר קוולנטי נוסף.

אנחנו חוזרים להיווצרות של מולקולה ductomic כלור. חלק מהתלמידים ניחשו להציע את התוכנית הבאה של תרכובות של אטומי כלור במולקולה:

אני מצייר את תשומת לבם של התלמידים כי זוג האלקטרונים הכולל המחבר את אטומי הכלור לתוך המולקולה, טופס רק אלקטרונים valence לא מסודרים.

אז התלמידים יכולים לעשות את התגליות שלהם, את השמחה של אשר לא רק זוכר במשך זמן רב, אלא גם מפתחת יכולות יצירתיות, האדם בכלל.

לתלמידים יש משימה: כדי לתאר את תוכניות היווצרות של זוגות אלקטרוניים נפוצים מולקולות פלואור F 2, HCL כלוריד, חמצן O 2 ולקבוע את דרגות החמצון בהם אטומים.

בעבודות הבית שלך, אתה צריך להתרחק התבנית. אז, בהכנת תוכנית היווצרות של מולקולת החמצן, יש לתאר תלמידים לא לבד, אבל שני זוגות משותפים של אלקטרונים על ציר הסימטריה בין אטומים:

בתכנית היווצרות של מולקולת הכלוריד, להראות את עקירה של הזוג הכולל של האלקטרונים כדי אטום כלור electronegative יותר:

בהרכב של HCl של מידת החמצון של אטומים: H - + 1 ו- CL - -1.

לפיכך, קביעת מידת החמצון כמטען מותנה של אטומים במולקולה, השווה למספר האלקטרונים שהועברו לאטומים עם electroneGituity, מאפשרת לא רק לגבש את הרעיון הזה בבירור ונגיש, אלא גם להפוך אותו לבסיס הבנת אופי הקשר הכימי.

עבודה על העיקרון של "הראשון להבין, ולאחר מכן לזכור", החלת קבלת הפרדוקס ויצירת מצבים בעייתיים בשיעורים, אתה יכול לקבל לא רק תוצאות הלמידה טוב, אלא גם כדי להשיג הבנה של אפילו מופשט מורכב ביותר מושגים והגדרות.

שיעור 2.
תרכובת מתכות אטומים
עם לא מתכות

ל בדיקת שיעורי הבית אני מציע לתלמידים משווים שתי גרסאות של תמונה חזותית של תרכובת האטומים למולקולה.

אפשרויות עבור מולקולות היווצרות תמונה

M o l k u l f t o r f f

אופציה 1.

אטומים של אלמנט כימי אחד מחוברים.

אטומי מנזר חשמלי זהים.

עקורים של אלקטרונים valence לא מתרחשים.

איך מולקולה שוטפת פלואור נוצר עם n o.

אפשרות 2.
זיווג ואלקטרונים של אותן אטומים

אנו מתארים אלקטרונים valence של אטומי פלואור:

Unpaired האלקטרונים של אטומי פלואור יצרו זוג משותף של אלקטרונים המתואר בתוכנית המולקולה על ציר הסימטריה. מאז המשמרות של אלקטרונים Valence לא מתרחשת, מידת החמצון של אטומי פלואור במולקולה F 2 הוא אפס.

תוצאה של תרכובת של אטומי פלואור לתוך המולקולה בעזרת זוג משותף של אלקטרונים היה השלם חיצוני שמונה אלקטרונים רמה של אטומי פלואור.

באופן דומה, היווצרות של מולקולת חמצן O 2 נחשב.

M o l k u l k אני l o r על d ו- o 2

אופציה 1.
שימוש במבנה אטומים

אפשרות 2.
דיג של אלקטרונים ערכיים של אטומים זהה

M o l c u l x l o o o o o o o o r o d a hcl

אופציה 1.
שימוש במבנה אטומים

אטום כלור electronegative יותר עבר אלקטרון אחד valence מן האטום מימן. חיובים מותנים התרחשו על אטומים: מידת החמצון של אטום מימן הוא +1, מידת החמצון של כלור -1 Atom.

בעקבות תרכובת האטומים במולקולה HCL, אטום המימן "אבוד" (על פי התוכנית) אלקטרון העוולה שלה, ואטום הכלור השלימה את רמת האנרגיה החיצונית שלה לשמונה אלקטרונים.

אפשרות 2.
האלקטרונים valence זיווג אטומים שונים

האלקטרונים של מימן ואטומי כלור יצרו זוג משותף של אלקטרונים השתנו לאטום כלור אלקטרונטיבי יותר. כתוצאה מכך הוקמו באטומים: מידת החמצון של אטום מימן הוא +1, מידת החמצון של כלור -1 אטום.

בעת חיבור אטומים למולקולה תוך שימוש זוג משותף של אלקטרונים, רמות האנרגיה החיצוניות שלהם הושלמו. באטום המימן, הרמה החיצונית הופכת לשני אלקטרונים, אך זזה לאטום כלור אלקטרונטיבי יותר, ובאטום כלור - יציב שמונה אלקטרונים.

תן לנו להתעכב על הדוגמה האחרונה - היווצרות של מולקולה HCL. איזו תכנית מדויקת יותר ומדוע? סטודנטים מבחינים בהבדל משמעותי. השימוש במעגלים אטומיים במהלך היווצרות של מולקולה HCL כרוך בעקירה של אלקטרון Valence מן האטום מימן לאטום כלור אלקטרונטיבי יותר.

אני מזכיר לך כי electronegativity (רכושם של אטומים כדי להעביר אלקטרונים valence מאטומים אחרים) כדי לשנות דרגות הטמון בכל האלמנטים.

התלמידים מגיעים למסקנה כי השימוש במעגלים אטומיים בהיווצרותו של HCL אינו מאפשר להראות את עקירה של אלקטרונים אלמנט אלקטרונטיבי יותר. הדימוי של האלקטרונים Valence נקודות יותר במדויק מסביר את היווצרות של מולקולת מוט הידראולי. כאשר אטומים מחייבים H ו- CL, הטיה קשורה (בתרשים - סטייה של ציר הסימטריה) של האלקטרון Valence של אטום מימן לאטום כלור אלקטרונטיבי יותר. כתוצאה מכך, שני האטומים לרכוש מידה מסוימת של חמצון. אלקטרונים לא מסודרים לא רק יצרו זוג משותף של אלקטרונים מחוברים אטומים לתוך מולקולה, אלא גם השלימה את רמות האנרגיה החיצונית של שני האטומים. תוכניות היווצרות של מולקולות F 2 ו -2 של האטומים הם גם ברורים יותר כאשר האלקטרונים valence הוא נמשך לפי נקודות.

על פי הדוגמה של השיעור הקודם עם השאלה העיקרית שלה "איפה נוסחאות באים?" התלמידים מוזמנים לענות על השאלה: "למה נוסחת נוסחה של NACL?"

על b r z o ב n ו- e x l o r ו- d ו- n ו- t p ו- nacl

התלמידים מהווים את התוכנית הבאה:

אני מדבר: נתרן - אלמנט ia subgroup, יש אלקטרון אחד valence, ולכן, הוא מתכת; כלור - אלמנט של VIIA subgroup, יש שבעה אלקטרונים Valence, ולכן, זה לא מתכת; ב נתרן כלוריד, התשואה של אטום נתרן תועבר לאטום הכלור.

אני שואל את החבר 'ה: האם הכל נכון בתוכנית הזאת? מהו תוצאה של הקשר של אטומי נתרן וכלור במולקולת NACL?

התלמידים מגיבים: תוצאה של תרכובת האטומים במולקולת NACL היא היווצרות של רמה יציבה של שמונה אלקטרונים של אטום הכלור ואת המראה של שני האלקטרונים של אטום נתרן. פרדוקס: שני אלקטרונים Valence על רמת האנרגיה השלישית החיצונית אטום של נתרן בחינם! (אנחנו עובדים עם ערכת אטום נתרן).

זה אומר כי אטום נתרן הוא "לא רווחי" כדי להתחבר עם אטום כלור, ותרכובות NACL לא צריך להיות בטבע. עם זאת, התלמידים ידועים מקורסי הגיאוגרפיה והביולוגיה על שכיחות מלח לבשל על הפלנטה ותפקידה בחייהם של אורגניזמים חיים.

איך למצוא מוצא מתוך המצב הפרדוקסלי הנוכחי?

אנחנו עובדים עם תוכניות של אטומי נתרן וכלור, וסטודנטים מניחים כי אטום נתרן לא להיות מתפורר לטובה, ולתת אלקטרון Valence שלו באטום כלור. ואז אטום נתרן יושלם השני בחוץ - אנטישמיס - רמת האנרגיה. באטום כלור, רמת האנרגיה החיצונית תהיה גם שמונה אלקטרונים:

אנו מסיקים: אטומים של מתכת שיש מספר קטן של אלקטרונים, זה יתרון לתת, ולא להזיז את האלקטרונים שלה לאטומים לא מתכת. כתוצאה מכך, אטומי מתכת אינם בעלי מוגבלויות.

אני מציע להציג "סימן לכידת" של אלקטרון של מישהו אחר על ידי אטום nonmetal - סוגר מרובע.

בתמונה של האלקטרונים הערכיים, נקודות התרשים של תרכובת מתכת ואטומים לא -מטל ייראו כך:

אני מציירת את תשומת הלב של התלמידים שכאשר האלקטרון העגום מועבר מאטום המתכת (נתרן) לאטומי Nemetalla (כלור), האטומים הופכים יונים.

יונים - חלקיקים טעונים שבהם אטומים מומרים כתוצאה של שידור או תוספת של אלקטרונים.

השלטים והערכים של האשמות של יונים ודרים של חמצון בקנה אחד, ואת ההבדל בעיצוב הוא כדלקמן:

1 –1
Na, cl - דרגות חמצון,

Na +, cl - - עבור האשמות של יונים.

על b r a z o v a n f t o o r i k a k l c ואני caf 2

סידן - אלמנט Iia Subgroup, יש לו שני אלקטרונים Valence, זה מתכת. סידן אטום נותן אלקטרונים ערכיים משלה ב פלואור - לא מטליו, האלמנט האלקטרוני עצמו.

בתכנית, יש לנו אלקטרונים לא מסודרים של אטומים, כך שהם "ראו" זה את זה והיו מסוגלים ליצור זוגות אלקטרוניים:

הכריכה של סידן ואטומים פלואור לתוך חיבור CAF 2 הוא מועיל אנרגטית. כתוצאה מכך, גם אטומים יש רמת אנרגיה של שמונה אלקטרונים: הפלואור הוא רמת אנרגיה חיצונית, וסידן הוא האנטפי. ייצוג סכמטי של העברת אלקטרונים באטומים (שימושי כאשר לומדים תגובות Redox):

אני מציירת את תשומת הלב של התלמידים, כמו האטרקציה של אלקטרונים טעונים שלילית לליבה חיובית לטעון, יונים טעונים מנוגדים מוחזקים על ידי כוחו של אטרקציה אלקטרוסטטית.

תרכובות יוניות הם מוצקים עם טמפרטורה גבוהה הַתָכָה. מהחיים, התלמידים ידועים: אתה יכול לרעש מלח לבשל במשך כמה שעות. טמפרטורת הלהבה גז מבער (~ 500 מעלות צלזיוס) אינו מספיק כדי להמיס מלח
(t. PL (NACL) \u003d 800 ° C). מכאן אנו מסיקים: היחסים בין חלקיקים טעונים (יונים) - חיבור יון הוא עמיד מאוד.

אנו להכללים: כאשר אטומי המתכת מחוברים (מ ') עם אטומים לא מתכתיים (IT), לא מתרחשת עקירה, אבל החזרת האלקטרונים האלקטרונים של אטומי מתכת של לא מתכת.

במקביל, אטומי האלקטרון האלקטרונים מומרים לחלקיקים טעונים - יונים, המטען של אשר עולה בקנה אחד עם מספר נתון (במתכת) ומצורף אלקטרונים (ב לא מתכת) אלקטרונים.

כך, על הראשון של שני שיעורים, המושג של "מידת החמצון" נוצר, ואת היווצרות של תרכובת יונית מוסבר בשנייה. מושגים חדשים ישמשו בסיס טוב למחקר נוסף על החומר התיאורטי, כלומר: מנגנונים להיווצרות הקשר הכימי, התלות של המאפיינים של חומרים מהרכבו ומבנהם, התחשבות בתגובות תגובה חמצון.

לסיכום, אני רוצה להשוות בין שתי טכניקות מתודולוגיות: קבלת הפרדוקס וקבלת יצירת מצבים בעייתיים בשיעור.

המצב הפרדוקסלי נוצר באופן הגיוני במהלך המחקר של חומר חדש. הפלוס העיקרי שלה הוא רגשות חזקים, סטודנטים מפתיעים. הפתעה - תנופה חזקה לחשוב בכלל. זה "כולל" תשומת לב לא רצונית, מפעיל חשיבה, עושה את זה לחקור ולמצוא דרכים לפתור את השאלה.

עמיתים, כנראה, יחזרו: יצירת מצב בעיה בשיעור מובילה לאותו דבר. מספק, אבל לא תמיד! ככלל, בעיה בעייתית מתגבשת על ידי מורה לפני לימוד חומר חדש וממריץ לא כל התלמידים לעבוד. רבים נשאר בלתי מובנת, שם בעיה זו באה ומדוע, למעשה, זה צריך להיפתר. דלפק הקבלה של הפרדוקס נוצר במהלך לימוד חומר חדש, מעודד תלמידים לגבש את הבעיה עצמם, ולכן להבין את מקורותיו של התרחשותו ואת הצורך לפתור.

אני מעז לטעון כי הקבלה של הפרדוקס היא הדרך המוצלחת ביותר להחיות את פעילות התלמידים בשיעורים, פיתוח מיומנויות מחקר ויכולות יצירתיות.