Primjeri jonskih. Vrste hemijskih veza: jonske, kovalentne, metalne

Natrag naprijed

Pažnja! Pregled slajda koristi se samo u informativne svrhe i možda ne predstavlja pune mogućnosti prezentacije. Ako ste zainteresirani za ovo djelo, preuzmite punu verziju.

Ciljevi lekcije:

• Oblikujte koncept hemijskih veza na primjeru jonskih veza. Postignite razumijevanje stvaranja jonskih veza kao ekstremnog slučaja polarnih.
• Osigurajte tokom lekcije asimilaciju sljedećih osnovnih pojmova: joni (kation, anion), jonska veza.
• Razviti mentalna aktivnost studenti kroz stvaranje problemske situacije prilikom proučavanja novog gradiva.

Zadaci:

• naučiti prepoznavati vrste hemijskih veza;
• ponoviti strukturu atoma;
• istražiti mehanizam stvaranja jonskih hemijskih veza;
• naučiti izrađivati \u200b\u200bobrazovne šeme i elektronske formule jonskih spojeva, jednadžbe reakcija sa oznakom tranzicije elektrona.

Oprema: računar, projektor, multimedijski resurs, periodični sistem hemijskih elemenata D.I. Mendeleev, stol " Jonska veza».

Tip lekcije:Formiranje novih znanja.

Tip lekcije:Multimedijska lekcija.

Xlekcija od

I. Organizovanje vremena.

II . Provjera domaće zadaće.

Učitelj: Kako atomi mogu imati stabilne elektroničke konfiguracije? Koji su načini formiranja kovalentne veze?

Učenik: Polarne i nepolarne kovalentne veze nastaju mehanizmom razmjene. Mehanizam razmjene uključuje slučajeve kada jedan elektron sudjeluje u stvaranju elektronskog para iz svakog atoma. Na primjer, vodonik: (slajd 2)

Veza nastaje stvaranjem zajedničkog elektronskog para uslijed kombinacije nesparenih elektrona. Svaki atom ima jedan s-elektron. H atomi su ekvivalentni i parovi jednako pripadaju oba atoma. Stoga je isti princip formiranje zajedničkih elektronskih parova (preklapajući se oblaci p-elektrona) tokom formiranja molekule F 2. (slajd 3)

Snimak H · znači da atom vodonika ima 1 elektron na vanjskom elektronskom sloju. Zapis pokazuje da na vanjskom elektronskom sloju atoma fluora ima 7 elektrona.

Formiranjem molekula N 2. Nastaju 3 zajednička elektronska para. P-orbitale se preklapaju. (slajd 4)

Veza se naziva nepolarna.

Učitelj: Sada smo razmatrali slučajeve u kojima nastaju molekuli jednostavne supstance. Ali oko nas postoji mnogo supstanci složene građe. Uzmi molekulu fluorovodonika. Kako u ovom slučaju dolazi do stvaranja veza?

Učenik: Kada se formira molekula vodonik-fluorida, preklapaju se orbitala s-elektrona vodonika i orbitala p-elektrona fluora H-F. (slajd 5)

Vezni elektronski par pomaknut je prema atomu fluora, uslijed čega dipol... Komunikacija nazvan polarni.

III. Ažuriranje znanja.

Učitelj: Hemijska veza nastaje uslijed promjena koje se javljaju sa vanjskim elektronskim ovojnicama povezanih atoma. To je moguće jer su vanjski slojevi elektrona nekompletni u elementima koji nisu inertni plinovi. Hemijska veza se objašnjava željom atoma da steknu stabilnu elektroničku konfiguraciju, sličnu konfiguraciji njima najbližeg inertnog plina.

Učitelj: Zapišite dijagram elektroničke strukture atoma natrijuma (na ploči). (slajd 6)

Učenik: Da bi se postigla stabilnost elektronske ljuske, atom natrijuma mora donirati jedan elektron ili prihvatiti sedam. Natrijum će se lako odreći svog elektrona, koji je daleko od jezgre i slabo vezan za njega.

Učitelj: Napraviti dijagram povratka elektrona.

Na ° - 1ē → Na + \u003d Ne

Učitelj: Zapišite dijagram elektronske strukture atoma fluora (na ploči).

Učitelj: Kako postići završetak popunjavanja elektronskog sloja?

Učenik: Da bi se postigla stabilnost elektronske ljuske, atom fluora mora donirati sedam elektrona ili prihvatiti jedan. Energetski je povoljnije da fluor prihvati elektron.

Učitelj: Napravite šemu za prijem elektrona.

F ° + 1ē → F- \u003d Ne

IV. Učenje novog materijala.

Nastavnik postavlja pitanje razredu u kojem je postavljen zadatak lekcije:

Da li su moguće druge mogućnosti u kojima atomi mogu poprimiti stabilne elektroničke konfiguracije? Koji su načini za stvaranje takvih veza?

Danas ćemo razmotriti jednu od vrsta veza - jonske veze. Uporedimo strukturu elektronskih ljuski već spomenutih atoma i inertnih gasova.

Razgovor sa razredom.

Učitelj: Kakav su naboj imali atomi natrijuma i fluora prije reakcije?

Učenik: Atomi natrijuma i fluora su električno neutralni, jer naboji njihovih jezgara uravnoteženi su elektronima koji se okreću oko jezgre.

Učitelj: Šta se događa između atoma kada daju i primaju elektrone?

Učenik: Atomi stječu naboje.

Učitelj daje objašnjenja: U formulu jona se dodatno bilježi njegov naboj. Za to se koristi natpis. U njemu slika označava iznos napunjenosti (jedinica nije napisana), a zatim znak (plus ili minus). Na primjer, natrijum-jon sa nabojem od +1 ima formulu Na + (čita se "natrijum-plus"), ion fluora s nabojem od -1 - F - ("fluor-minus"), hidroksidni ion s napunjenjem od -1 - OH - (" o-pepeo-minus "), karbonatni jon sa nabojem od -2 - CO 3 2- (" tse-o-tri-dva-minus ").

U formule jonskih spojeva prvo zapišite, bez navođenja naboja, pozitivno nabijene, a zatim negativno nabijene. Ako je formula tačna, tada je zbroj naboja svih iona u njoj jednak nuli.

Pozitivno nabijeni jon nazvan kationi negativno nabijeni jon-anion.

Učitelj: Definiciju zapisujemo u radne bilježnice:

I onje nabijena čestica u koju se atom pretvara kao rezultat prihvaćanja ili vraćanja elektrona.

Učitelj: Kako odrediti veličinu napunjenosti jona kalcijuma Ca 2+?

Učenik: John je električno nabijena čestica nastala kao rezultat gubitka ili vezivanja jednog ili više elektrona od strane atoma. Kalcijum ima dva elektrona na posljednjem elektroničkom nivou, do jonizacije atoma kalcijuma dolazi kada se doniraju dva elektrona. Ca 2+ je dvostruko nabijeni kation.

Učitelj: Šta se događa sa poluprečnicima ovih jona?

Tokom tranzicije od električno neutralnog atoma do jonskog stanja, veličina čestica se uvelike mijenja. Atom, donirajući svoje valentne elektrone, pretvara se u zbijeniju česticu - kation. Na primjer, kada atom natrija pređe u Na + kation, koji, kao što je gore navedeno, ima strukturu neona, radijus čestica se uvelike smanjuje. Radijus aniona je uvijek veći od radijusa odgovarajućeg električno neutralnog atoma.

Učitelj: Šta se događa sa suprotno nabijenim česticama?

Učenik: Suprotno nabijeni joni natrijuma i fluora, koji nastaju prelaskom elektrona iz atoma natrijuma u atom fluora, međusobno privlače i formiraju natrijum-fluorid. (slajd 7)

Na + + F - \u003d NaF

Shema stvaranja jona koju smo razmatrali pokazuje kako nastaje hemijska veza između atoma natrijuma i atoma fluora, koji se naziva jonski.

Jonska veza - hemijska veza nastala elektrostatičkim privlačenjem suprotno nabijenih jona jedni prema drugima.

Spojevi koji nastaju u ovom slučaju nazivaju se jonski spojevi.

V. Osiguranje novog materijala.

Zadaci za konsolidaciju znanja i vještina

1. Uporedite strukturu elektronskih ljuski atoma kalcijuma i kalcijum kation, atom klora i hlorid - anion:

Molimo komentare o stvaranju jonske veze u kalcijum-kloridu:

2. Da biste izvršili ovaj zadatak, morate se podijeliti u grupe od 3-4 osobe. Svaki član grupe razmatra jedan primjer i predstavlja rezultate cijeloj grupi.

Odgovor učenika:

1. Kalcijum je element glavne podskupine II grupe, metal. Lakše je njegovom atomu donirati dva vanjska elektrona nego prihvatiti nestalih šest:

2. Klor je element glavne podskupine VII grupe, nemetal. Njegovom je atomu lakše prihvatiti jedan elektron, koji mu nedostaje dok se vanjski nivo ne završi, nego donirati sedam elektrona s vanjskog nivoa:

3. Prvo, pronađite najmanji zajednički višekratnik između naboja nastalih iona, jednak je 2 (2x1). Zatim određujemo koliko atoma kalcijuma trebate uzeti tako da se oni odreknu dva elektrona, odnosno trebate uzeti jedan atom Ca i dva CI atoma.

4. Shematski se može napisati stvaranje jonske veze između atoma kalcijuma i hlora: (slajd 8)

Ca 2+ + 2CI - → CaCI 2

Zadaci samokontrole

1. Na osnovu sheme za stvaranje hemijskog spoja, sastavite jednadžbu hemijske reakcije: (slajd 9)

2. Na osnovu sheme za stvaranje hemijskog spoja, sastavite jednadžbu hemijske reakcije: (slajd 10)

3. Dat je dijagram nastanka hemijskog spoja: (slajd 11)

Odaberite par hemijskih elemenata čiji atomi mogu međudjelovati prema ovoj shemi:

a) N / A i O;
b) Li i F;
u) K i O;
d) N / A i F

Sva hemijska jedinjenja nastaju stvaranjem hemijske veze. A ovisno o vrsti spojnih čestica, razlikuje se nekoliko vrsta. Najosnovnije - kovalentni je polarni, kovalentni nepolarni, metalni i jonski. Danas ćemo razgovarati o jonskim.

U kontaktu sa

Šta su joni

Nastaje između dva atoma - u pravilu pod uvjetom da je razlika u elektronegativnosti među njima vrlo velika. Elektronegativnost atoma i jona procjenjuje se pomoću Polling-ove skale.

Stoga je, kako bi se pravilno razmotrile karakteristike spojeva, uveden pojam ionske kiseline. Ova karakteristika vam omogućava da odredite procenat određene veze je jonska.

Spoj sa najvećom jonskom krečnošću je cezijum-fluorid, u kojem iznosi približno 97%. Karakteristična je jonska veza za tvari formirane od atoma metala smještenih u prvoj i drugoj skupini D.I. Mendelejev i atomi nemetala koji se nalaze u šestoj i sedmoj grupi iste tablice.

Bilješka!Vrijedno je napomenuti da ne postoji spoj u kojem je veza isključivo jonska. Za trenutno otkrivene elemente nemoguće je postići tako veliku razliku u elektronegativnosti da bi se dobio 100% jonski spoj. Stoga definicija jonske veze nije u potpunosti ispravna, jer se zapravo razmatraju spojevi s djelomičnom jonskom interakcijom.

Zašto su uveli ovaj pojam ako takav fenomen zapravo ne postoji? Činjenica je da je ovaj pristup pomogao objasniti mnoge nijanse u svojstvima soli, oksida i drugih supstanci. Na primjer, zašto su vrlo topljivi u vodi i njihovi rješenja su sposobna provoditi električnu struju... To se ne može objasniti s bilo kojeg drugog stava.

Mehanizam formiranja

Stvaranje jonske veze moguće je samo ako su ispunjena dva uvjeta: ako je atom metala koji učestvuje u reakciji u stanju lako donirati elektrone na posljednjem energetskom nivou, a atom nemetala može prihvatiti te elektrone. Atomi metala su po prirodi agensi koji redukuju, odnosno sposobni su doniranje elektrona.

To je zbog činjenice da na posljednjem energetskom nivou u metalu može biti od jednog do tri elektrona, a radijus same čestice prilično je velik. Stoga je sila interakcije jezgre s elektronima na posljednjem nivou toliko mala da je lako mogu napustiti. S nemetalima je situacija potpuno drugačija. Oni imaju mali radijus, a broj vlastitih elektrona na posljednjem nivou može biti od tri do sedam.

I interakcija između njih i pozitivne jezgre je dovoljno jaka, ali bilo koji atom nastoji dovršiti nivo energije, pa atomi nemetala teže da dobiju nestale elektrone.

A kada se susretnu dva atoma - metal i nemetal, dolazi do prijelaza elektrona iz atoma metala u atom nemetala i nastaje kemijska interakcija.

Dijagram veze

Slika jasno pokazuje kako se vrši formiranje jonske veze. U početku postoje neutralno nabijeni atomi natrijuma i hlora.

Prvi ima jedan elektron na zadnjem energetskom nivou, drugi sedam. Dalje, prelazak elektrona iz natrijuma u hlor i stvaranje dva jona. Koji se kombiniraju u tvar. Šta je jon? Jon je nabijena čestica u kojoj broj protona nije jednak broju elektrona.

Razlike od kovalentnog tipa

Jonska veza nema smjer zbog svoje specifičnosti. To je zbog činjenice da je električno polje jona sfera, dok se jednolično smanjuje ili povećava u jednom pravcu, poštujući isti zakon.

Za razliku od kovalentne, koja nastaje preklapanjem elektronskih oblaka.

Druga razlika je u tome kovalentna veza je zasićena... Šta to znači? Broj elektroničkih oblaka koji mogu sudjelovati u interakciji je ograničen.

A u jonskom polju, s obzirom na to da električno polje ima sferni oblik, može se kombinirati s neograničenim brojem jona. To znači da možemo reći da nije zasićen.

Može se okarakterizirati sa još nekoliko svojstava:

1. Energija veze je kvantitativna karakteristika i ona ovisi o količini energije koju treba potrošiti na njezino razbijanje. Zavisi od dva kriterija - dužina veze i naboj jonaučestvujući u njenom obrazovanju. Veza je jača, kraća joj je duljina i veći su naboji jona koji je formiraju.
2. Dužina - ovaj je kriterij već spomenut u prethodnom paragrafu. To ovisi isključivo o radijusu čestica koje sudjeluju u stvaranju spoja. Poluprečnik atoma se menja na sledeći način: opada tokom perioda sa povećanjem serijskog broja i povećava se u grupi.

Supstance sa jonskim vezama

Tipičan je za značajan broj hemijska jedinjenja... To je najviše od svih soli, uključujući dobro poznatu kuhinjsku sol. Nalazi se u svim vezama gdje postoji direktna kontakt metala i nemetala... Evo nekoliko primjera jonski vezanih supstanci:

• natrijum i kalijum hloridi,
• cezijum fluorid,
• magnezijum oksid.

Takođe se može manifestovati u složenim jedinjenjima.

Na primjer, magnezijum sulfat.

Evo formule za supstancu sa jonskom i kovalentnom vezom:

Jonska veza će se stvoriti između jona kiseonika i magnezijuma, ali sumpora i već je međusobno povezana kovalentnom polarnom.

Iz čega možemo zaključiti da su jonske veze karakteristične za složene hemijske spojeve.

Šta je jonska veza u hemiji

Vrste hemijskih veza - jonske, kovalentne, metalne

Zaključak

Svojstva su izravno ovisna o uređaju kristalna rešetka... Stoga su svi spojevi s jonskom vezom lako topljivi u vodi i drugim polarnim rastvaračima, provodljivi su i dielektrični su. Istovremeno, prilično su vatrostalni i krhki. Svojstva ovih supstanci često se koriste u dizajnu električnih uređaja.

Elektroni iz jednog atoma mogu potpuno preći u drugi. Ova preraspodjela naboja dovodi do stvaranja pozitivno i negativno nabijenih jona (kationa i aniona). Između njih nastaje posebna vrsta interakcije - jonska veza. Razmotrimo detaljnije način njegovog nastanka, strukturu i svojstva supstanci.

Elektronegativnost

Atomi se razlikuju u elektronegativnosti (EO) - sposobnosti privlačenja elektrona iz valentnih ljuski drugih čestica. Za kvantitativno određivanje koristi se skala relativne elektronegativnosti (bezdimenzionalna) koju je predložio L. Polling. Sposobnost privlačenja elektrona iz atoma fluora izraženija je od ostalih elemenata, njen EO je 4. Na skali Pollinga, odmah nakon što slede fluor, kiseonik, azot i hlor. EO vrijednosti vodonika i drugih tipičnih nemetala jednake su ili blizu 2. Od metala, većina ima elektronegativnost od 0,7 (Fr) do 1,7. Postoji ovisnost jonske veze o razlici u EO hemijskih elemenata. Što je veći, veća je vjerovatnoća da će doći do jonske veze. Ova vrsta interakcije je češća kada je razlika EO \u003d 1,7 i veća. Ako je vrijednost manja, tada su spojevi polarni kovalentni.

Energija jonizacije

Da bi se odvojili vanjski elektroni slabo vezani za jezgru, potrebna je energija jonizacije (EI). Jedinica promjene za ovu fizičku veličinu je 1 elektron-volt. Postoje obrasci promjene EI u redovima i stupcima periodičnog sistema, ovisno o povećanju nuklearnog naboja. U periodima slijeva nadesno, energija jonizacije raste i poprima najviše vrijednosti za nemetale. U grupama se smanjuje od vrha do dna. Glavni razlog je povećanje radijusa atoma i udaljenost od jezgre do vanjskih elektrona, koji se lako otkidaju. Pojavljuje se pozitivno nabijena čestica - odgovarajući kation. Po veličini EI može se suditi da li nastaje jonska veza. Svojstva takođe zavise od energije jonizacije. Na primjer, alkalni i zemnoalkalijski metali imaju niske vrijednosti EI. Imaju izražena restorativna (metalna) svojstva. Inertni plinovi su kemijski neaktivni zbog visoke energije jonizacije.

Afinitet prema elektronu

U hemijskim interakcijama atomi mogu spojiti elektrone da bi stvorili negativnu česticu - anion, a proces prati oslobađanje energije. Odgovarajuća fizička veličina je afinitet elektrona. Mjerna jedinica je ista kao i energija jonizacije (1 elektron volt). Ali njegove tačne vrijednosti nisu poznate za sve elemente. Halogeni imaju najveći elektronski afinitet. Na vanjskom nivou atoma elemenata - 7 elektrona, samo jedan nedostaje oktetu. Elektronski afinitet halogena je visok; oni imaju snažna oksidaciona (nemetalna) svojstva.

Interakcije atoma tokom stvaranja jonske veze

Atomi sa nepotpunim vanjskim nivoom su u nestabilnom energetskom stanju. Želja za postizanjem stabilne elektroničke konfiguracije glavni je razlog koji dovodi do stvaranja hemijskih spojeva. Proces je obično praćen oslobađanjem energije i može dovesti do molekula i kristala, koji se razlikuju u strukturi i svojstvima. Jaki metali i nemetali se međusobno značajno razlikuju po brojnim pokazateljima (EO, EI i afinitet prema elektronima). Za njih je ova vrsta interakcije prikladnija, kao jonska hemijska veza, u kojoj se ujedinjuje molekularna orbitala (zajednički elektronski par). Smatra se da kada se formiraju joni, metali u potpunosti prenose elektrone u nemetale. Snaga rezultirajuće veze ovisi o radu potrebnom za uništavanje molekula koji čine 1 mol ispitivane supstance. Ova fizička veličina poznata je kao vezana energija. Za jonska jedinjenja, njegove vrijednosti se kreću od nekoliko desetina do stotina kJ / mol.

Stvaranje jona

Atom koji donira svoje elektrone tokom hemijskih interakcija pretvara se u kation (+). Primajuća čestica je anion (-). Da bismo saznali kako će se atomi ponašati, hoće li se pojaviti joni, potrebno je utvrditi razliku između njihovog EO. Takve proračune najlakše je izvršiti za spoj od dva elementa, na primjer, natrijev klorid.

Natrijum ima samo 11 elektrona, konfiguracija vanjskog sloja je 3s 1. Da biste je dovršili, lakše je donirati 1 elektron atomu nego pričvrstiti 7. Struktura valentnog sloja klora opisana je formulom 3s 2 3p 5. Ukupno atom ima 17 elektrona, 7 - vanjskih. Jedan nedostaje za postizanje okteta i stabilne strukture. Hemijska svojstva potvrđuju pretpostavku da atom natrijuma odustaje, a hlor prihvata elektrone. Pojavljuju se joni: pozitivni (natrijum kation) i negativni (hlor anion).

Jonska veza

Gubeći elektron, natrijum dobija pozitivan naboj i stabilnu ljusku atoma inertnog plina neona (1s 2 2s 2 2p 6). Klor, kao rezultat interakcije s natrijumom, prima dodatni negativni naboj, a jon ponavlja strukturu atomske ljuske plemenitog plina argona (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6). Stečeni električni naboj naziva se jonski naboj. Na primjer, Na +, Ca 2+, Cl -, F -. Joni mogu sadržavati atome nekoliko elemenata: NH 4 +, SO 4 2-. Unutar takvih složenih jona, čestice su povezane donor-akceptorskim ili kovalentnim mehanizmima. Elektrostatička privlačnost nastaje između suprotno nabijenih čestica. Njegova vrijednost u slučaju jonske veze proporcionalna je nabojima, a s povećanjem udaljenosti između atoma slabi. Karakteristični znakovi jonska veza:

• jaki metali reagiraju s aktivnim nemetalnim elementima;
• elektroni se kreću od jednog atoma do drugog;
• rezultirajući joni imaju stabilnu konfiguraciju vanjskih ovojnica;
• elektrostatička privlačnost nastaje između suprotno nabijenih čestica.

Kristalne rešetke jonskih spojeva

IN hemijske reakcije metali 1., 2. i 3. grupe periodičnog sistema obično gube elektrone. Stvoreni su jedno-, dvo- i tronabijeni pozitivni joni. Nemetali 6. i 7. grupe obično vežu elektrone (izuzetak su reakcije sa fluorom). Pojavljuju se jedno- i dvonabijeni negativni joni. Troškovi energije za ove procese u pravilu se nadoknađuju prilikom stvaranja kristala supstance. Jonski spojevi su obično u čvrstom stanju, čine strukturu koja se sastoji od suprotno nabijenih kationova i aniona. Te se čestice privlače i tvore gigantske kristalne rešetke u kojima su pozitivni joni okruženi negativnim česticama (i obrnuto). Ukupni naboj supstance je nula, jer je ukupan broj protona uravnotežen brojem elektrona svih atoma.

Osobine supstanci sa jonskim vezama

Jonske kristalne supstance karakteriziraju visoke tačke ključanja i topljenja. Obično su ovi spojevi otporni na toplotu. Sljedeća karakteristika može se naći prilikom otapanja takvih supstanci u polarnom rastvaraču (vodi). Kristali se lako uništavaju, a joni prelaze u otopinu koja ima električnu provodljivost. Jonska jedinjenja takođe se uništavaju topljenjem. Pojavljuju se slobodne nabijene čestice, što znači da talina provodi električnu struju. Supstance sa jonskim vezama su elektroliti - provodnici druge vrste.

Oksidi i halogenidi alkalijskih i zemnoalkalnih metala pripadaju grupi jonskih jedinjenja. Gotovo svi se široko koriste u nauci, tehnologiji, hemijskoj proizvodnji, metalurgiji.

Jonska hemijska veza je veza koja nastaje između atoma hemijskih elemenata (pozitivno ili negativno nabijenih jona). Dakle, šta je jonska veza i kako nastaje?

Opšte karakteristike jonske hemijske veze

Joni su čestice koje imaju naboj, u koje se atomi pretvaraju u procesu davanja ili primanja elektrona. Oni se međusobno prilično privlače, zbog toga supstance sa ovom vrstom veze imaju visoke tačke ključanja i topljenja.

Slika: 1. Jonah.

Jonska veza - hemijska veza između za razliku od jona, zbog njihove elektrostatičke privlačnosti. Može se smatrati graničnim slučajem kovalentne veze, kada je razlika u elektronegativnosti vezanih atoma tolika da dolazi do potpunog razdvajanja naboja.

Slika: 2. Jonska hemijska veza.

Obično se smatra da komunikacija postaje elektronička ako je EO\u003e 1,7.

Razlika u vrijednosti elektronegativnosti je veća što su elementi dalje međusobno smješteni periodični sistem po periodima. Ova veza je tipična za metale i nemetale, posebno one smještene u najudaljenijim skupinama, na primjer, I i VII.

Primjer: kuhinjska sol, natrijev klorid NaCl:

Slika: 3. Dijagram hemijske jonske veze natrijum hlorida.

Jonska veza postoji u kristalima, ima snagu, dužinu, ali nije zasićena i nije usmjerena. Jonska veza karakteristična je samo za složene supstance, kao što su soli, lužine, neki metalni oksidi. U plinovitom stanju takve supstance postoje u obliku ionskih molekula.

Jonska hemijska veza nastaje između tipičnih metala i nemetala. Elektroni bez grešaka prelaze iz metala u nemetal, stvarajući jone. Kao rezultat, nastaje elektrostatička privlačnost, koja se naziva jonska veza.

U stvari, ne postoji potpuno jonska veza. Takozvana jonska veza dijelom je jonska, dijelom kovalentna. Međutim, veza složenih molekularnih jona može se smatrati jonskom.

Primjeri stvaranja jonske veze

Postoji nekoliko primjera stvaranja jonskih veza:

• interakcija kalcijuma i fluora

Ca 0 (atom) -2e \u003d Ca 2 + (jon)

- Lakše je donirati dva elektrona za kalcijum nego dobiti nedostajuće.

F 0 (atom) + 1e \u003d F- (jon)

- fluor je, naprotiv, lakše prihvatiti jedan elektron nego donirati sedam elektrona.

Pronađimo najmanji zajednički višekratnik između naboja stvorenih iona. Jednako je 2. Odredimo broj atoma fluora koji će prihvatiti dva elektrona od atoma kalcijuma: 2: 1 \u003d 2,4.

Sastavimo formulu za jonsku hemijsku vezu:

Ca 0 + 2F 0 → Ca 2 + F - 2.

• interakcija natrijuma i kisika

4.3. Ukupan broj ocjena: 262.

Izuzetno je rijetko da se hemikalije sastoje od zasebnih, nepovezanih atoma hemijskih elemenata. Samo mali broj plinova nazvanih plemeniti plinovi imaju takvu strukturu u normalnim uvjetima: helij, neon, argon, kripton, ksenon i radon. Češće se kemijske supstance ne sastoje od raspršenih atoma, već od njihovih udruživanja u različite skupine. Takva udruživanja atoma mogu brojati nekoliko jedinica, stotine, hiljade ili čak više atoma. Nazvana je sila koja drži ove atome u sastavu takvih grupa hemijska veza.

Drugim riječima, možemo reći da je kemijska veza interakcija koja osigurava vezu između pojedinih atoma u složenijim strukturama (molekuli, ioni, radikali, kristali, itd.).

Razlog za nastanak hemijske veze je taj što je energija složenijih struktura manja od ukupne energije pojedinih atoma koji je čine.

Dakle, posebno ako XY molekul nastane tijekom interakcije atoma X i Y, to znači da je unutarnja energija molekula ove supstance niža od unutarnje energije pojedinih atoma od kojih je nastala:

E (XY)< E(X) + E(Y)

Iz tog razloga, tokom obrazovanja hemijske veze energija će se osloboditi između pojedinih atoma.

Stvaranju hemijskih veza prisustvuju elektroni vanjskog sloja elektrona s najmanjom energijom vezivanja s jezgrom, tzv. valencija... Na primjer, u boru su to elektroni sa 2 energetska nivoa - 2 elektrona za 2 s-orbitala i 1 prema 2 str-orbitale:

Kada se stvori kemijska veza, svaki atom nastoji dobiti elektroničku konfiguraciju atoma plemenitih plinova, tj. tako da se u njegovom spoljnom elektronskom sloju nalazi 8 elektrona (2 za elemente prvog perioda). Taj se fenomen naziva pravilom okteta.

Postizanje elektroničke konfiguracije plemenitog plina pomoću atoma je moguće ako početni pojedinačni atomi čine dio svojih valentnih elektrona zajedničkim drugim atomima. U ovom slučaju nastaju zajednički elektronski parovi.

Ovisno o stupnju socijalizacije elektrona, mogu se razlikovati kovalentne, jonske i metalne veze.

Kovalentna veza

Kovalentna veza se najčešće javlja između atoma nemetalnih elemenata. Ako atomi nemetala koji čine kovalentnu vezu pripadaju različitim hemijskim elementima, takva veza se naziva kovalentna polarna veza. Razlog za ovo ime leži u činjenici da atomi različitih elemenata takođe imaju različitu sposobnost privlačenja zajedničkog elektronskog para. Očito je da to dovodi do pomicanja zajedničkog elektronskog para prema jednom od atoma, uslijed čega se na njemu stvara djelomični negativni naboj. Zauzvrat, na drugom atomu nastaje djelomični pozitivni naboj. Na primjer, u molekuli hlorovodonika, elektronski par se pomjera s atoma vodonika na atom klora:

Primjeri supstanci sa kovalentnom polarnom vezom:

CCl 4, H2S, CO2, NH3, SiO2 itd.

Kovalentna nepolarna veza nastaje između atoma nemetala jedne hemijski element... Budući da su atomi identični, njihova sposobnost da povuku zajedničke elektrone je ista. S tim u vezi, ne primjećuje se pomicanje elektronskog para:

Gornji mehanizam za stvaranje kovalentne veze, kada oba atoma daju elektrone za stvaranje zajedničkih elektronskih parova, naziva se razmjena.

Postoji i mehanizam za prihvatanje donatora.

Kada kovalentna veza nastaje mehanizmom donor-akceptor, zajednički elektronski par nastaje uslijed ispunjene orbitale jednog atoma (sa dva elektrona) i prazne orbitale drugog atoma. Atom koji pruža usamljeni elektronski par naziva se donor, a atom sa slobodnom orbitalom akceptor. Atomi sa uparenim elektronima djeluju kao donatori elektronskih parova, na primjer, N, O, P, S.

Na primjer, prema mehanizmu donor-akceptor, nastaje četvrti kovalent komunikacija N-H u amonijevom kationu NH 4 +:

Pored polarnosti, kovalentne veze karakterizira i energija. Energija veze je minimalna energija potrebna za prekid veze između atoma.

Energija vezivanja opada s porastom radijusa vezanih atoma. Budući da se, kao što znamo, atomski radijusi povećavaju prema dolje duž podskupina, može se, na primjer, zaključiti da se snaga niza halogen-vodonik povećava u nizu:

Zdravo< HBr < HCl < HF

Takođe, energija veze ovisi o njenoj višestrukosti - što je veća multiplikacija veze, to je veća njegova energija. Množnost veze odnosi se na broj zajedničkih elektronskih parova između dva atoma.

Jonska veza

Jonska veza može se smatrati graničnim slučajem kovalentne polarne veze. Ako je u kovalentno-polarnoj vezi ukupni elektronski par djelomično pomaknut na jedan od para atoma, tada je u jonskoj gotovo u potpunosti "dat" jednom od atoma. Atom koji je donirao elektron (e) stječe pozitivan naboj i postaje kation, i atom koji mu je uzeo elektrone, poprima negativni naboj i postaje anion.

Dakle, jonska veza je veza nastala elektrostatičkom privlačenjem kationova za anione.

Stvaranje ove vrste veze karakteristično je za interakciju atoma tipičnih metala i tipičnih nemetala.

Na primer, kalijum fluorid. Kalijum-kation dobija se kao rezultat apstrakcije jednog elektrona iz neutralnog atoma, a jon fluora nastaje kada je jedan elektron vezan za atom fluora:

Između nastalih jona nastaje sila elektrostatičke privlačnosti, uslijed čega nastaje jonski spoj.

Tokom stvaranja hemijske veze, elektroni iz atoma natrijuma prešli su u atom hlora i nastali su suprotno nabijeni joni koji imaju potpuni spoljni nivo energije.

Otkriveno je da se elektroni od atoma metala nisu u potpunosti odvojeni, već samo pomaknuti prema atomu hlora, kao u kovalentnoj vezi.

Većina binarnih spojeva koji sadrže atome metala su jonski. Na primjer, oksidi, halogenidi, sulfidi, nitridi.

Jonska veza se javlja i između jednostavnih kationova i jednostavnih aniona (F -, Cl -, S 2-), kao i između jednostavnih kationa i složenih aniona (NO 3 -, SO 4 2-, PO 4 3-, OH -). Stoga se soli i baze (Na2S04, Cu (NO3) 2, (NH4) 2S04), Ca (OH) 2, NaOH) odnose na jonska jedinjenja.

Metalna veza

Ova vrsta veze nastaje u metalima.

Atomi svih metala na vanjskom elektronskom sloju imaju elektrone koji imaju malu energiju vezivanja sa atomskom jezgrom. Za većinu metala proces gubitka vanjskih elektrona je energetski povoljan.

S obzirom na tako slabu interakciju sa jezgrom, ovi elektroni u metalima su vrlo pokretni i u svakom metalnom kristalu kontinuirano se odvija sljedeći proces:

M 0 - ne - \u003d M n +, gdje je M 0 neutralni atom metala, a M n + je kation istog metala. Donja slika prikazuje ilustraciju tekućih procesa.

To jest, elektroni "nose" duž metalnog kristala, odvajajući se od jednog atoma metala, formirajući od njega kation, pridružujući se drugom kationu, formirajući neutralni atom. Ovaj fenomen nazvan je "elektronski vjetar", a skup slobodnih elektrona u kristalu nemetalnog atoma nazvan je "elektronski plin". Ova vrsta interakcije između atoma metala nazvana je metalna veza.

Vodikova veza

Ako je atom vodonika u bilo kojoj supstanci povezan s elementom visoke elektronegativnosti (azot, kiseonik ili fluor), takvu tvar karakterizira takav fenomen kao što je vodonična veza.

Budući da je atom vodika vezan za elektronegativni atom, na atomu vodika nastaje djelomični pozitivni naboj, a na elektronegativnom elementu djelomični negativni naboj. S tim u vezi postaje moguća elektrostatička privlačnost između djelomično pozitivno nabijenog atoma vodika jedne molekule i elektronegativnog atoma druge. Na primjer, vodonična veza se uočava za molekule vode:

Vodonična veza objašnjava nenormalno visoku tačku topljenja vode. Osim u vodi, jake vodikove veze stvaraju se i u supstancama poput fluorovodonika, amonijaka, kiselina koje sadrže kiseonik, fenola, alkohola i amina.