Primeri ionskih. Vrste kemičnih vezi: ionske, kovalentne, kovinske

Nazaj naprej

Pozor! Predogled diapozitiva se uporablja samo v informativne namene in morda ne predstavlja vseh možnosti predstavitve. Če vas to delo zanima, prenesite polno različico.

Cilji lekcije:

• Oblikujte koncept kemičnih vezi na primeru ionskih vezi. Doseči razumevanje tvorbe ionskih vezi kot skrajnega primera polarne.
• Med lekcijo zagotovite usvajanje naslednjih osnovnih pojmov: ioni (kation, anion), ionska vez.
• Razviti duševna aktivnost študentje skozi ustvarjanje problematične situacije pri učenju novega gradiva.

Naloge:

• naučiti prepoznavati vrste kemičnih vezi;
• ponovite strukturo atoma;
• raziskati mehanizem tvorbe ionskih kemijskih vezi;
• naučiti, kako sestaviti izobraževalne sheme in elektronske formule ionskih spojin, reakcijske enačbe z oznako prehoda elektronov.

Oprema: računalnik, projektor, multimedijski vir, periodični sistem kemijskih elementov D.I. Mendeleev, miza " Jonska vez».

Vrsta lekcije:Oblikovanje novega znanja.

Vrsta lekcije:Multimedijska lekcija.

Xlekcija od

JAZ. Organizacijski čas.

II . Preverjanje domače naloge.

Učitelj: Kako lahko atomi vzamejo stabilne elektronske konfiguracije? Kakšni so načini tvorjenja kovalentne vezi?

Učenec: Polarne in nepolarne kovalentne vezi nastanejo z izmenjevalnim mehanizmom. Izmenjevalni mehanizem vključuje primere, ko en elektron sodeluje pri tvorbi elektronskega para iz vsakega atoma. Na primer, vodik: (diapozitiv 2)

Vez nastane zaradi tvorbe skupnega elektronskega para zaradi kombinacije neparnih elektronov. Vsak atom ima en s-elektron. Atomi H so enakovredni in pari enako pripadata obema atomoma. Zato je enako načelo tvorjenje skupnih elektronskih parov (prekrivanje p-elektronskih oblakov) med tvorbo molekule F 2. (diapozitiv 3)

Posnetek H · pomeni, da ima atom vodika 1 elektron na zunanji elektronski plasti. Zapis kaže, da je na zunanji elektronski plasti atoma fluora 7 elektronov.

S tvorbo molekule N 2. Nastanejo 3 skupni elektronski pari. P-orbitale se prekrivajo. (diapozitiv 4)

Povezava se imenuje nepolarna.

Učitelj: Zdaj smo obravnavali primere, ko nastanejo molekule preproste snovi. Toda okoli nas je veliko snovi kompleksne strukture. Vzemi molekulo vodikovega fluorida. Kako v tem primeru nastane obveznica?

Učenec: Ko nastane molekula vodikovega fluorida, se orbitala s-elektrona vodika in orbita p-elektrona prekrivata fluor H-F... (diapozitiv 5)

Vezni elektronski par se premakne proti atomu fluora, zaradi česar je dipol... Komunikacija imenovano polarno.

III. Posodobitev znanja.

Učitelj: Kemična vez nastane zaradi sprememb, ki se pojavijo z zunanjimi elektronskimi lupinami povezovalnih atomov. To je mogoče, ker so zunanje elektronske plasti nepopolne za elemente, ki niso inertni plini. Kemična vez je razložena z željo atomov po stabilni elektronski konfiguraciji, podobni konfiguraciji zanje najbližjega inertnega plina.

Učitelj: Zapišite diagram elektronske zgradbe atrija natrija (pri tabli). (diapozitiv 6)

Učenec: Da bi dosegel stabilnost elektronske lupine, mora natrijev atom donirati en elektron ali sprejeti sedem. Natrij se bo zlahka odpovedal svojemu elektronu, ki je daleč od jedra in je nanj šibko vezan.

Učitelj: Sestavite diagram vrnitve elektrona.

Na ° - 1ē → Na + \u003d Ne

Učitelj: Zapišite diagram elektronske zgradbe atoma fluora (na tabli).

Učitelj: Kako doseči zaključek polnjenja elektronske plasti?

Učenec: Za doseganje stabilnosti elektronske lupine mora atom fluora bodisi oddati sedem elektronov bodisi sprejeti enega. Za fluor je energijsko ugodneje, da sprejme elektron.

Učitelj: Sestavite shemo za sprejem elektrona.

F ° + 1ē → F- \u003d Ne

IV. Učenje novega gradiva.

Učitelj zastavi vprašanje razredu, v katerem je določena naloga lekcije:

Ali so možne druge možnosti, pri katerih lahko atomi prevzamejo stabilne elektronske konfiguracije? Kakšni so načini za oblikovanje takšnih povezav?

Danes si bomo ogledali eno od vrst vezi - ionske vezi. Primerjajmo zgradbo elektronskih lupin že omenjenih atomov in inertnih plinov.

Pogovor z razredom.

Učitelj: Kakšen naboj sta imela atoma natrija in fluora pred reakcijo?

Učenec: Atomi natrija in fluora so električno nevtralni, ker naboji njihovih jeder so uravnoteženi z elektroni, ki se vrtijo okoli jedra.

Učitelj: Kaj se zgodi med atomi pri oddajanju in sprejemanju elektronov?

Učenec: Atomi pridobivajo naboje.

Učitelj poda razlage: V formuli iona je dodatno zabeležen njegov naboj. Za to se uporablja nadpis. V njem slika označuje količino naboja (enota ni zapisana) in nato znak (plus ali minus). Na primer, natrijev ion z nabojem +1 ima formulo Na + (beri "natrij-plus"), fluor-ion z nabojem -1 - F - ("fluor-minus"), hidroksidni ion z naboj -1 - OH - ("o-pepel-minus"), karbonatni ion z nabojem -2 - CO 3 2- ("tse-o-tri-dva-minus").

V formule ionskih spojin najprej brez navedbe nabojev zapišite pozitivno nabite ione in nato negativno nabite. Če je formula pravilna, je vsota nabojev vseh ionov v njej enaka nič.

Pozitivno nabit ion imenovan kationin negativno nabit ion-anion.

Učitelj: Definicijo zapišemo v delovne zvezke:

In jeje nabit delec, v katerega se atom spremeni zaradi sprejemanja ali odpovedovanja elektronom.

Učitelj: Kako določiti velikost naboja kalcijevega iona Ca 2+?

Učenec: Janez je električno nabit delec, ki nastane kot posledica izgube ali pritrditve enega ali več elektronov z atomom. Kalcij ima na zadnji elektronski ravni dva elektrona, do ionizacije kalcijevega atoma pride, ko damo dva elektrona. Ca 2+ je dvojno nabit kation.

Učitelj: Kaj se zgodi s polmeri teh ionov?

Med prehodom od električno nevtralnega atoma do ionskega stanja se velikost delcev močno spremeni. Atom, ki odda svoje valenčne elektrone, se spremeni v bolj kompakten delček - kation. Na primer, po prehodu natrijevega atoma v kation Na +, ki ima, kot je navedeno zgoraj, strukturo neona, se polmer delcev močno zmanjša. Polmer aniona je vedno večji od polmera ustreznega električno nevtralnega atoma.

Učitelj: Kaj se zgodi z nasprotno nabitimi delci?

Študent: Nasprotno nabiti ioni natrija in fluora, ki so posledica prehoda elektrona iz atoma natrija v atom fluora, se medsebojno privlačijo in tvorijo natrijev fluorid. (diapozitiv 7)

Na + + F - \u003d NaF

Shema tvorbe ionov, ki smo jo obravnavali, kaže, kako nastaja kemična vez med atomom natrija in atomom fluora, ki ga imenujemo ionski.

Jonska vez - kemična vez, ki nastane z elektrostatičnim privlačenjem nasprotno nabitih ionov med seboj.

Spojine, ki v tem primeru nastanejo, se imenujejo ionske spojine.

V. Zavarovanje novega materiala.

Naloge za utrditev znanja in spretnosti

1. Primerjajte strukturo elektronskih lupin atoma kalcija in kalcijevega kationa, atoma klora in klorid - aniona:

Prosimo, komentirajte tvorbo ionske vezi v kalcijevem kloridu:

2. Za dokončanje te naloge se morate razdeliti v skupine po 3-4 osebe. Vsak član skupine upošteva en primer in rezultate predstavi celotni skupini.

Odgovor študenta:

1. Kalcij je element glavne podskupine skupine II, kovina. Njemu atomu je lažje oddati dva zunanja elektrona kot sprejeti manjkajočih šest:

2. Klor je element glavne podskupine skupine VII, nekovina. Njegov atom lažje sprejme en elektron, ki mu primanjkuje, dokler zunanja raven ne konča, kot pa da odda sedem elektronov z zunanje ravni:

3. Najprej poiščite najmanjši skupni večkratnik med naboji nastalih ionov, ki je enak 2 (2x1). Nato določimo, koliko atomov kalcija moramo vzeti, da se bodo predali dvema elektronoma, to pomeni, da morate vzeti en atom Ca in dva atoma CI.

4. Shematsko lahko zapišemo tvorbo ionske vezi med atomi kalcija in klora: (diapozitiv 8)

Ca 2+ + 2CI - → CaCI 2

Naloge samokontrole

1. Na podlagi sheme tvorbe kemične spojine sestavite enačbo kemijske reakcije: (diapozitiv 9)

2. Na podlagi sheme tvorbe kemične spojine sestavite enačbo kemijske reakcije: (diapozitiv 10)

3. Podan je diagram tvorbe kemične spojine: (diapozitiv 11)

Izberite par kemičnih elementov, katerih atomi lahko medsebojno delujejo po tej shemi:

in) Na in O;
b) Li in F;
v) K in O;
d) Na in F

Vse kemične spojine nastanejo s tvorbo kemične vezi. In glede na vrsto veznih delcev ločimo več vrst. Najbolj osnovno - je kovalentna polarna, kovalentna nepolarna, kovinska in ionska. Danes bomo govorili o ionskih.

V stiku z

Kaj so ioni

Nastane med dvema atomoma - praviloma pod pogojem, da je razlika v elektronegativnosti med njima zelo velika. Elektronegativnost atomov in ionov se oceni z uporabo Pollingove lestvice.

Zato je bil za pravilno upoštevanje značilnosti spojin uveden pojem ionske snovi. Ta lastnost vam omogoča, da določite odstotek določene vezi je ionska.

Spojina z največjo ionsko vrednostjo je cezijev fluorid, v katerem je približno 97%. Značilna je ionska vez za snovi, ki jih tvorijo kovinski atomi, ki se nahajajo v prvi in \u200b\u200bdrugi skupini D.I. Mendelejev in atomi nekovin v šesti in sedmi skupini iste tabele.

Opomba!Omeniti velja, da ni nobene spojine, v kateri bi bil odnos izključno ionski. Za trenutno odkrite elemente je nemogoče doseči tako veliko razliko v elektronegativnosti, da bi dobili 100% ionsko spojino. Zato opredelitev ionske vezi ni povsem pravilna, saj dejansko štejemo spojine z delno ionsko interakcijo.

Zakaj so uvedli ta izraz, če pa tak pojav v resnici ne obstaja? Dejstvo je, da je ta pristop pomagal razložiti številne odtenke v lastnostih soli, oksidov in drugih snovi. Na primer, zakaj so zelo topni v vodi in njihovi rešitve so sposobne voditi električni tok... Tega ni mogoče razložiti z nobenega drugega stališča.

Mehanizem tvorjenja

Tvorba ionske vezi je mogoča le, če sta izpolnjena dva pogoja: če lahko kovinski atom, ki sodeluje v reakciji, zlahka odda elektrone, ki so na zadnji energijski ravni, in nekovinski atom lahko te elektrone sprejme. Kovinski atomi so po naravi reducirni agensi, torej sposobni doniranje elektronov.

To je posledica dejstva, da je na zadnji ravni energije v kovini lahko od enega do treh elektronov, polmer samega delca pa je precej velik. Zato je sila interakcije jedra z elektroni na zadnji ravni tako majhna, da jo zlahka zapustijo. Pri nekovinah je situacija povsem drugačna. Imajo majhen polmer, in število lastnih elektronov na zadnji ravni je lahko od tri do sedem.

In interakcija med njimi in pozitivnim jedrom je dovolj močna, toda kateri koli atom skuša dokončati nivo energije, zato atomi nekovine ponavadi dobijo manjkajoče elektrone.

In ko se srečata dva atoma - kovina in nekovina, pride do prehoda elektronov iz kovinskega atoma v nekovinski atom in nastane kemična interakcija.

Diagram povezave

Slika jasno prikazuje, kako poteka tvorba ionske vezi. Sprva obstajajo nevtralno nabiti atomi natrija in klora.

Prvi ima en elektron na zadnji energijski ravni, drugi sedem. Nato prehod elektrona iz natrija v klor in tvorba dveh ionov. Ki se kombinirajo in tvorijo snov. Kaj je ion? Ion je nabit delec, v katerem število protonov ni enako številu elektronov.

Razlike od kovalentnega tipa

Ionska vez zaradi svoje specifičnosti nima smeri. To je posledica dejstva, da je električno polje iona krogla, medtem ko se enakomerno zmanjšuje ali povečuje v eno smer ob upoštevanju istega zakona.

Za razliko od kovalentne, ki nastane s prekrivanjem elektronskih oblakov.

Druga razlika je ta kovalentna vez je nasičena... Kaj to pomeni? Število elektronskih oblakov, ki lahko sodelujejo v interakciji, je omejeno.

In v ionskem, ker ima električno polje sferično obliko, se lahko kombinira z neomejenim številom ionov. To pomeni, da lahko rečemo, da ni nasičen.

Lahko ga zaznamuje tudi več lastnosti:

1. Vezna energija je kvantitativna značilnost in je odvisna od količine energije, ki jo je treba porabiti za njeno razgradnjo. Odvisno od dveh kriterijev - dolžina vezi in ionski nabojsodelujejo pri njenem izobraževanju. Vez je močnejša, krajša je njena dolžina in večji naboji ionov, ki jo tvorijo.
2. Dolžina - to merilo je bilo omenjeno že v prejšnjem odstavku. To je odvisno izključno od polmera delcev, ki sodelujejo pri tvorbi spojine. Polmer atomov se spreminja na naslednji način: v obdobju se z naraščajočo serijsko številko zmanjšuje in v skupini narašča.

Snovi z ionskimi vezmi

Značilen je za znatno število kemične spojine... To je predvsem vse soli, vključno z dobro znano kuhinjsko soljo. Najdemo ga v vseh povezavah, kjer obstaja neposredna povezava stik med kovino in nekovino... Tu je nekaj primerov ionsko vezanih snovi:

• natrijev in kalijev klorid,
• cezijev fluorid,
• magnezijev oksid.

Lahko se kaže tudi v kompleksnih spojinah.

Na primer magnezijev sulfat.

Tu je formula za snov z ionskimi in kovalentnimi vezmi:

Med kisikovimi in magnezijevimi ioni bo nastala ionska vez, vendar žveplo, ki je že povezana med seboj s pomočjo kovalentne polarne vezi.

Iz česar lahko sklepamo, da so ionske vezi značilne za kompleksne kemične spojine.

Kaj je ionska vez v kemiji

Vrste kemičnih vezi - ionske, kovalentne, kovinske

Izhod

Lastnosti so neposredno odvisne od naprave kristalna rešetka... Zato so vse spojine z ionsko vezjo dobro topne v vodi in drugih polarnih topilih, so prevodne in so dielektriki. Hkrati so precej ognjevzdržni in krhki. Lastnosti teh snovi se pogosto uporabljajo pri oblikovanju električnih naprav.

Elektroni iz enega atoma lahko popolnoma preidejo v drugega. Ta prerazporeditev nabojev vodi do tvorbe pozitivno in negativno nabitih ionov (kationov in anionov). Med njima nastane posebna vrsta interakcije - ionska vez. Podrobneje si oglejmo način njegovega tvorjenja, strukturo in lastnosti snovi.

Elektronegativnost

Atomi se razlikujejo po elektronegativnosti (EO) - zmožnosti privabljanja elektronov iz valentnih lupin drugih delcev. Za kvantitativno določitev se uporablja lestvica relativne elektronegativnosti (brezdimenzijska vrednost), ki jo predlaga L. Polling. Sposobnost privabljanja elektronov iz atomov fluora je bolj izrazita kot drugi elementi, njegova EO je 4. Na lestvici Pollinga takoj za tem sledijo fluor, kisik, dušik in klor. Vrednosti EO vodika in drugih tipičnih nekovin so enake ali blizu 2. Med kovinami ima večina elektronegativnost od 0,7 (Fr) do 1,7. Obstaja odvisnost ionske vezi od razlike v EO kemičnih elementov. Večja kot je, večja je verjetnost, da bo prišlo do ionske vezi. Ta vrsta interakcije je pogostejša, če je razlika EO \u003d 1,7 in več. Če je vrednost manjša, so spojine polarno kovalentne.

Ionizacijska energija

Za odstranitev zunanjih elektronov, ki so šibko vezani na jedro, je potrebna ionizacijska energija (EI). Enota spremembe za to fizikalno količino je 1 elektron-volt. V vrsticah in stolpcih periodičnega sistema obstajajo vzorci sprememb EI, odvisno od povečanja jedrskega naboja. V obdobjih od leve proti desni se ionizacijska energija poveča in doseže najvišje vrednosti za nekovine. V skupinah se zmanjšuje od zgoraj navzdol. Glavni razlog je povečanje polmera atoma in razdalja od jedra do zunanjih elektronov, ki se zlahka odtrgajo. Pojavi se pozitivno nabit delec - ustrezen kation. Po velikosti EI lahko presodimo, ali nastane ionska vez. Lastnosti so odvisne tudi od ionizacijske energije. Na primer, alkalijske in zemeljskoalkalijske kovine imajo nizke vrednosti EI. Imajo izrazite restavrativne (kovinske) lastnosti. Inertni plini so zaradi visoke ionizacijske energije kemično neaktivni.

Afiniteta do elektronov

V kemičnih interakcijah lahko atomi pritrdijo elektrone, da tvorijo negativni delček - anion, postopek spremlja sproščanje energije. Ustrezna fizikalna veličina je afiniteta elektronov. Merska enota je enaka ionizacijski energiji (1 elektronski volt). Toda natančne vrednosti niso znane za vse elemente. Halogeni imajo največjo afiniteto do elektronov. Na zunanji ravni atomov elementov - 7 elektronov, oktetu manjka samo en. Elektronska afiniteta halogenov je velika; imajo močne oksidativne (nekovinske) lastnosti.

Interakcije atomov med tvorbo ionske vezi

Atomi z nepopolno zunanjo ravnjo so v nestabilnem energijskem stanju. Želja po stabilni elektronski konfiguraciji je glavni razlog za nastanek kemičnih spojin. Proces običajno spremlja sproščanje energije in lahko vodi do molekul in kristalov, ki se razlikujejo po strukturi in lastnostih. Močne kovine in nekovine se po številnih kazalcih bistveno razlikujejo (EO, EI in afiniteta do elektronov). Zanje je ta vrsta interakcije primernejša kot ionska kemijska vez, v kateri se združuje molekularna orbitala (skupni elektronski par). Menijo, da ko kovine nastanejo, kovine popolnoma prenesejo elektrone v nekovine. Moč nastale vezi je odvisna od dela, potrebnega za uničenje molekul, ki tvorijo 1 mol preskusne snovi. Ta fizična količina je znana kot vezna energija. Za ionske spojine se njegove vrednosti gibljejo od nekaj deset do sto kJ / mol.

Nastajanje ionov

Atom, ki med kemičnimi interakcijami odda svoje elektrone, se spremeni v kation (+). Sprejemni delec je anion (-). Da bi ugotovili, kako se bodo obnašali atomi in ali se bodo pojavili ioni, je treba ugotoviti razliko med njihovim EO. Takšne izračune je najlažje opraviti za spojino dveh elementov, na primer natrijev klorid.

Natrij ima le 11 elektronov, konfiguracija zunanje plasti je 3s 1. Če ga želite dokončati, je atomu lažje donirati 1 elektron kot pritrditi 7. Struktura valenčnega sloja klora je opisana s formulo 3s 2 3p 5. Skupaj ima atom 17 elektronov, 7 - zunanjih. Manjka ena, da bi dosegli oktet in stabilno strukturo. Kemijske lastnosti potrdite domnevo, da se natrijev atom odpove in klor sprejema elektrone. Pojavijo se ioni: pozitivni (natrijev kation) in negativni (klorov anion).

Jonska vez

Z izgubo elektrona natrij pridobi pozitiven naboj in stabilno lupino atoma inertnega plina neona (1s 2 2s 2 2p 6). Klor zaradi interakcije z natrijem prejme dodaten negativni naboj in ion ponavlja strukturo atomske lupine plemenitega plina argona (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6). Pridobljeni električni naboj se imenuje ionski naboj. Na primer Na +, Ca 2+, Cl -, F -. Ioni lahko vsebujejo atome več elementov: NH 4 +, SO 4 2-. Znotraj tako kompleksnih ionov so delci vezani na donor-akceptorski ali kovalentni mehanizem. Med nasprotno nabitimi delci nastane elektrostatična privlačnost. Njegova vrednost v primeru ionske vezi je sorazmerna z naboji in s povečanjem razdalje med atomi oslabi. Značilni znaki ionska vez:

• močne kovine reagirajo z aktivnimi nekovinskimi elementi;
• elektroni se premikajo z enega atoma na drugega;
• nastali ioni imajo stabilno konfiguracijo zunanjih lupin;
• med nasprotno nabitimi delci nastane elektrostatična privlačnost.

Kristalne rešetke ionskih spojin

IN kemijske reakcije kovine 1., 2. in 3. skupine periodičnega sistema običajno izgubijo elektrone. Nastanejo eno-, dvo- in trinapolnjeni pozitivni ioni. Nekovine 6. in 7. skupine običajno vežejo elektrone (izjema so reakcije s fluorom). Pojavijo se eno- in dvonaelektrični negativni ioni. Stroški energije za te procese se praviloma kompenzirajo pri ustvarjanju kristala snovi. Ionske spojine so običajno v trdnem stanju in tvorijo strukture, sestavljene iz nasprotno nabitih kationov in anionov. Ti delci so privlačni in tvorijo orjaške kristalne rešetke, v katerih so pozitivni ioni obdani z negativnimi delci (in obratno). Skupni naboj snovi je enak nič, ker je skupno število protonov uravnoteženo s številom elektronov vseh atomov.

Lastnosti snovi z ionskimi vezmi

Za ionske kristalne snovi so značilna visoka vrelišča in tališča. Običajno so te spojine toplotno odporne. Pri raztapljanju takih snovi v polarnem topilu (vodi) lahko najdemo naslednjo značilnost. Kristali se zlahka uničijo in ioni prehajajo v raztopino z električno prevodnostjo. Jonske spojine se uničijo tudi pri taljenju. Pojavijo se prosti nabiti delci, kar pomeni, da talina vodi električni tok. Snovi z ionskimi vezmi so elektroliti - vodniki druge vrste.

Oksidi in halogenidi alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin spadajo v skupino ionskih spojin. Skoraj vsi se pogosto uporabljajo v znanosti, tehnologiji, kemični proizvodnji, metalurgiji.

Ionska kemična vez je vez, ki nastane med atomi kemičnih elementov (pozitivno ali negativno nabiti ioni). Kaj je torej ionska vez in kako se tvori?

Splošne značilnosti ionske kemijske vezi

Ioni so delci, ki imajo naboj, v katerega se atomi spremenijo v procesu oddajanja ali sprejemanja elektronov. Medsebojno se privlačita, prav zaradi tega imajo snovi s to vrsto vezi visoka vrelišča in tališča.

Slika: 1. Jona.

Jonska vez - kemična vez med različnimi ioni zaradi njihove elektrostatične privlačnosti. Lahko velja za omejevalni primer kovalentne vezi, ko je razlika v elektronegativnosti vezanih atomov tako velika, da pride do popolne ločitve nabojev.

Slika: 2. Jonska kemijska vez.

Običajno velja, da komunikacija postane elektronska, če je EO\u003e 1,7.

Razlika v vrednosti elektronegativnosti je večja, dlje ko se elementi nahajajo drug od drugega periodični sistem po obdobjih. Ta vez je značilna za kovine in nekovine, zlasti tiste, ki se nahajajo v najbolj oddaljenih skupinah, na primer I in VII.

Primer: kuhinjska sol, natrijev klorid NaCl:

Slika: 3. Diagram ionske kemijske vezi natrijevega klorida.

Ionska vez obstaja v kristalih, ima moč, dolžino, vendar ni nasičena in ni usmerjena. Jonska vez je značilna le za kompleksne snovi, kot so soli, alkalije, nekateri kovinski oksidi. V plinastem stanju obstajajo take snovi v obliki ionskih molekul.

Med tipičnimi kovinami in nekovinami se tvori ionska kemijska vez. Elektroni brez okvare preidejo iz kovine v nekovino in tvorijo ione. Posledično nastane elektrostatična privlačnost, ki jo imenujemo ionska vez.

Pravzaprav ne obstaja popolnoma ionska vez. Tako imenovana ionska vez je deloma ionska, deloma kovalentna. Vendar pa lahko vez kompleksnih molekularnih ionov štejemo za ionsko.

Primeri tvorbe ionskih vezi

Obstaja več primerov tvorbe ionskih vezi:

• medsebojno delovanje kalcija in fluora

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

- Kalcij je lažje donirati dva elektrona kot dobiti manjkajoča.

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

- nasprotno, fluor lažje sprejme en elektron, kot pa odda sedem elektronov.

Poiščimo najmanjši skupni večkratnik med naboji nastalih ionov. Enako je 2. Določimo število atomov fluora, ki bodo sprejeli dva elektrona iz atoma kalcija: 2: 1 \u003d 2,4.

Sestavimo formulo za ionsko kemijsko vez:

Ca 0 + 2F 0 → Ca 2 + F - 2.

• interakcija natrija in kisika

4.3. Skupno prejetih ocen: 262.

Zelo redko je, da so kemikalije sestavljene iz ločenih, nepovezanih atomov kemičnih elementov. Le majhno število plinov, imenovanih plemeniti plini, ima v običajnih pogojih takšno strukturo: helij, neon, argon, kripton, ksenon in radon. Kemične snovi pogosteje niso sestavljeni iz razpršenih atomov, temveč iz njihovih kombinacij v različne skupine. Takšna združenja atomov lahko štejejo več enot, stotine, tisoče ali celo več atomov. Imenuje se sila, ki te atome zadržuje v sestavi takih skupin kemična vez.

Z drugimi besedami, lahko rečemo, da je kemijska vez interakcija, ki zagotavlja vez med posameznimi atomi v bolj zapletene strukture (molekule, ioni, radikali, kristali itd.).

Razlog za tvorbo kemične vezi je, da je energija bolj zapletenih struktur manjša od celotne energije posameznih atomov, ki jo tvorijo.

Torej, zlasti če molekula XY nastane med interakcijo atomov X in Y, to pomeni, da je notranja energija molekul te snovi nižja od notranje energije posameznih atomov, iz katerih je nastala:

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

Iz tega razloga med izobraževanjem kemijske vezi energija se bo sprostila med posameznimi atomi.

Elektroni zunanje elektronske plasti z najnižjo energijo vezave z jedrom, t.i. valenca... Na primer, v boru gre za elektrone z dvema nivojema energije - 2 elektrona za 2 s-orbitale in 1 proti 2 str-orbitale:

Ko se tvori kemična vez, si vsak atom želi pridobiti elektronsko konfiguracijo atomov žlahtnih plinov, tj. tako da je v njeni zunanji elektronski plasti 8 elektronov (2 za elemente prvega obdobja). Ta pojav se imenuje pravilo okteta.

Doseganje elektronske konfiguracije žlahtnega plina z atomi je možno, če so sprva posamezni atomi del svojih valentnih elektronov skupni drugim atomom. V tem primeru nastanejo skupni elektronski pari.

Glede na stopnjo socializacije elektronov lahko ločimo kovalentne, ionske in kovinske vezi.

Kovalentna vez

Kovalentna vez se najpogosteje pojavi med atomi nekovinskih elementov. Če atomi nekovin, ki tvorijo kovalentno vez, pripadajo različnim kemičnim elementom, se takšna vez imenuje kovalentna polarna. Razlog za to ime je v tem, da imajo atomi različnih elementov tudi različno sposobnost privabljanja skupnega elektronskega para. Očitno to vodi do premika skupnega elektronskega para proti enemu od atomov, zaradi česar na njem nastane delni negativni naboj. Na drugem atomu pa nastane delni pozitivni naboj. Na primer, v molekuli vodikovega klorida se elektronski par premakne iz atoma vodika v atom klora:

Primeri snovi s kovalentno polarno vezjo:

Сcl 4, H 2 S, CO 2, NH 3, SiO 2 itd.

Med atomi nekovin ene tvori kovalentna nepolarna vez kemični element... Ker so atomi enaki, je njihova sposobnost odvajanja skupnih elektronov enaka. V zvezi s tem ni opaziti premika elektronskega para:

Zgornji mehanizem za tvorbo kovalentne vezi, ko oba atoma zagotavljata elektrone za tvorbo skupnih elektronskih parov, se imenuje izmenjava.

Obstaja tudi donor-akceptorski mehanizem.

Ko kovalentna vez nastane z mehanizmom donor-akceptor, nastane skupni elektronski par zaradi napolnjene orbite enega atoma (z dvema elektronoma) in prazne orbite drugega atoma. Atom, ki zagotavlja osamljeni par, imenujemo donor, atom s prosto orbitalo pa akceptor. Atomi s seznanjenimi elektroni delujejo kot darovalci elektronskih parov, na primer N, O, P, S.

Na primer, v skladu z mehanizmom donor-akceptor, nastanek četrte kovalentne komunikacija N-H v amonijevem kationu NH 4 +:

Za kovalentne vezi je poleg polarnosti značilna tudi energija. Vezna energija je najmanjša energija, potrebna za prekinitev vezi med atomi.

Energija vezanja se zmanjšuje z naraščajočimi polmeri povezanih atomov. Ker se atomski polmeri, kot vemo, povečujejo navzdol vzdolž podskupin, lahko na primer sklepamo, da se moč halogensko-vodikove vezi v nizih poveča:

Živjo< HBr < HCl < HF

Tudi energija vezi je odvisna od njene večkratnosti - večja kot je mnogokratnost vezi, večja je njegova energija. Množnost vezi se nanaša na število skupnih elektronskih parov med dvema atomoma.

Jonska vez

Jonska vez lahko štejemo za omejevalni primer kovalentne polarne vezi. Če je v kovalentno-polarni vezi celoten elektronski par delno premaknjen k enemu od parov atomov, potem je v ionskem skoraj popolnoma "dan" enemu od atomov. Atom, ki je daroval elektron (e), dobi pozitiven naboj in postane kation, in atom, ki mu je vzel elektrone, dobi negativni naboj in postane anion.

Tako je ionska vez vez, ki nastane zaradi elektrostatične privlačnosti kationov na anione.

Tvorba te vrste vezi je značilna za interakcijo atomov tipičnih kovin in tipičnih nekovin.

Na primer kalijev fluorid. Kalijev kation dobimo kot rezultat odvzema enega elektrona iz nevtralnega atoma, fluorov ion pa nastane, ko je en atom pritrjen na atom fluora:

Med nastajajočimi ioni nastane sila elektrostatičnega privlačenja, zaradi česar nastane ionska spojina.

Med tvorbo kemične vezi so elektroni iz atoma natrija prešli na atom klora in nastali so nasprotno nabiti ioni, ki imajo popoln zunanji nivo energije.

Ugotovljeno je bilo, da se elektroni iz kovinskega atoma niso popolnoma ločili, ampak so se le premaknili proti klorovemu atomu, kot v kovalentni vezi.

Večina binarnih spojin, ki vsebujejo kovinske atome, je ionskih. Na primer oksidi, halogenidi, sulfidi, nitridi.

Ionska vez se pojavlja tudi med enostavnimi kationi in enostavnimi anioni (F -, Cl -, S 2-), pa tudi med enostavnimi kationi in kompleksnimi anioni (NO 3 -, SO 4 2-, PO 4 3-, OH -) . Zato se soli in baze (Na 2 SO 4, Cu (NO 3) 2, (NH 4) 2 SO 4), Ca (OH) 2, NaOH) nanašajo na ionske spojine.

Kovinska vez

Ta vrsta vezi nastane v kovinah.

Atomi vseh kovin na zunanji elektronski plasti imajo elektrone, ki imajo z atomskim jedrom nizko vezno energijo. Za večino kovin je postopek izgube zunanjih elektronov energetsko ugoden.

Glede na tako šibko interakcijo z jedrom so ti elektroni v kovinah zelo mobilni in v vsakem kovinskem kristalu neprekinjeno poteka naslednji postopek:

M 0 - ne - \u003d M n +, kjer je M 0 nevtralni kovinski atom, M n + pa kation iste kovine. Spodnja slika ponazarja tekoče procese.

To pomeni, da elektroni "nosijo" vzdolž kovinskega kristala, se ločijo od enega kovinskega atoma, iz njega tvorijo kation, se pridružijo drugemu kationu in tvorijo nevtralen atom. Ta pojav se je imenoval "elektronski veter", nabor prostih elektronov v kristalu nekovinskega atoma pa "elektronski plin". Ta vrsta interakcije med kovinskimi atomi se je imenovala kovinska vez.

Vodikova vez

Če je atom vodika v kateri koli snovi povezan z elementom z visoko elektronegativnostjo (dušik, kisik ali fluor), je za tako snov značilen pojav, kot je vodikova vez.

Ker je atom vodika vezan na elektronegativni atom, na atomu vodika nastane delni pozitivni naboj, na elektronegativnem pa delni negativni naboj. V zvezi s tem postane mogoča elektrostatična privlačnost med delno pozitivno nabitim atomom vodika ene molekule in elektronegativnim atomom druge. Na primer, za molekule vode opazimo vodikovo vez:

Vodikova vez je tista, ki pojasnjuje nepravilnost toplota taljenje vode. Močne vodikove vezi se poleg vode tvorijo tudi v snoveh, kot so vodikov fluorid, amoniak, kisline, ki vsebujejo kisik, fenoli, alkoholi in amini.