Maailmankaikkeudessa esiintyvät eri aineet koostuvat atomista, ioneista tai molekyyleistä. Kemialliset alkuaineet yhdistyvät kemiallisten sidosten kautta. Nämä linkit voivat olla:
| Kovalenttisidos | ionisidos | Metalliliitäntä |
|---|---|---|
elektronien jakaminen |
elektronien siirto |
Metalliatomien välillä |
Käytä alla olevia kysymyksiä testataksesi tietosi kemiallisesta sitoutumisesta.
Ehdotetut harjoitukset
Kysymys 1
Eri aineiden ominaisuuksien tulkitsemiseksi on tiedettävä atomien väliset sidokset ja vastaavien molekyylien väliset sidokset. Atomien välisen sidoksen suhteen voidaan sanoa, että…
(A) sitoutuneiden atomien välillä vetovoimat ovat hallitsevia.
(B) kun atomien välille muodostuu sidos, muodostunut järjestelmä saavuttaa enimmäisenergian.
(C) molekyylin vetovoimat ja torjunnat eivät ole luonteeltaan vain sähköstaattisia.
(D) sitoutuneiden atomien välillä on tasapaino sähköstaattisten vetovoimien ja karkotusten välillä.
Oikea vaihtoehto: (D) Sitoutuneiden atomien välillä on tasapaino sähköstaattisten vetovoimien ja karkotusten välillä.
Atomit muodostuvat sähkövarauksista ja hiukkasten väliset sähkövoimat johtavat sidosten muodostumiseen. Siksi kaikki kemialliset sidokset ovat luonteeltaan sähköstaattisia.
Atomeilla on:
- hylkiminen ytimien välillä (positiiviset varaukset);
- elektronien välinen karkotus (negatiiviset varaukset);
- vetovoima ytimien ja elektronien välillä (positiiviset ja negatiiviset varaukset).
Kaikissa kemiallisissa systeemeissä atomit pyrkivät vakautumaan ja tämä vakaus saavutetaan kemiallisessa sidoksessa.
Vakaus johtuu vetovoiman ja hylkimisvoimien välisestä tasapainosta, kun atomit saavuttavat pienemmän energian tilan.
kysymys 2
Yhdistä sarakkeen I lauseet ja sarakkeen II linkitystyyppi oikein.
| Minä | II |
|---|---|
| (A) Na-atomien välillä | 1. yksi kovalenttinen sidos |
| (B) Cl-atomien välillä | 2. kaksoiskovalenttinen sidos |
| (C) O: n atomien välillä | 3. Metalliliitäntä |
| (D) N atomin välillä | 4. ionisidos |
| (E) Na- ja Cl-atomien välillä | 5. kolminkertainen kovalenttinen sidos |
Vastaa:
Atomit |
Yhteystyypit |
Edustus |
(A) Na-atomien välillä |
Metallinen liitäntä. Tämän metallin atomit ovat yhteydessä toisiinsa metallisidosten kautta, ja positiivisten ja negatiivisten varausten välinen vuorovaikutus lisää sarjan vakautta. |
 |
(B) Cl-atomien välillä |
Yksi kovalenttinen sidos. Elektronien jakaminen ja yksittäisen sidoksen muodostuminen tapahtuu, koska sitoutumiselektroneja on vain yksi pari. |
 |
(C) O: n atomien välillä |
Kaksinkertainen kovalenttinen sidos. On kaksi paria sidoselektroneja. |
 |
(D) N atomin välillä |
Kolmoinen kovalenttinen sidos. Sidoselektroneja on kolme. |
 |
(E) Na- ja Cl-atomien välillä |
Ionisidos. Perustuu positiivisten ionien (kationit) ja negatiivisten ionien (anionit) välille elektroninsiirron avulla. |
 |
kysymys 3
Metaani, ammoniakki, vesi ja fluorivety ovat molekyyliaineita, joiden Lewis-rakenteet on esitetty seuraavassa taulukossa.
| Metaani, CH4 | Ammoniakki, NH3 | Vesi, H2O | fluorivety, HF |
|---|---|---|---|
 |
 |
 |
 |
Osoittaa näiden molekyylien muodostavien atomien välisen sidoksen tyypin.
Oikea vastaus: Yksinkertainen kovalenttinen sidos.
Jaksottaista taulukkoa näemme, että aineiden alkuaineet eivät ole metalleja.
Näiden elementtien välinen sidos on kovalenttinen sidos, koska ne jakavat elektroneja.
Hiilen, typen, hapen ja fluorin atomit muodostavat kahdeksan elektronia valenssikuoressa niiden tekemien sidosten lukumäärän vuoksi. Sitten he noudattavat oktettisääntöä.
Vety puolestaan osallistuu molekyyliaineiden muodostumiseen jakamalla elektroniparin muodostamalla yksinkertaisia kovalenttisia sidoksia.
Katso myös: Kemialliset sidokset
pääsykokeen kysymykset
Kemiallisia sidoksia koskevat kysymykset esiintyvät paljon korkeakoulujen pääsykokeissa. Katso alla, miten aiheeseen voidaan lähestyä.
Kysymys 1
(UEMG) Tietyn materiaalin ominaisuudet voidaan selittää kemiallisen sidoksen tyypillä, joka on läsnä sen muodostavien yksiköiden välillä. Laboratorioanalyysissä kemisti tunnisti seuraavat ominaisuudet tietylle materiaalille:
- Korkea sulamis- ja kiehumislämpötila
- Hyvä sähkönjohtavuus vesiliuoksessa
- Puolijohdesähkön huono johdin
Merkitse tämän materiaalin näyttämistä ominaisuuksista vaihtoehto, joka osoittaa siinä vallitsevan yhteystyypin:
(A) metallinen
(B) kovalenttinen
(C) indusoitu dipoli
(D) ioninen
Oikea vaihtoehto: (D) ioninen.
Kiinteällä materiaalilla on korkeat sulamis- ja kiehumislämpötilat, ts. Se tarvitsee paljon energiaa muuttuakseen nestemäiseksi tai kaasumaiseksi tilaksi.
Kiinteässä tilassa materiaali on huono sähkönjohdin johtuen atomien järjestyksestä, jotka muodostavat hyvin määritellyn geometrian.
Veden kanssa kosketuksiin joutuessaan muodostuu ioneja, jotka muodostavat kationeja ja anioneja, mikä helpottaa sähkövirran kulkua.
Sidoksen tyyppi, joka saa materiaalin olemaan nämä ominaisuudet, on ionisidos.
kysymys 2
(PUC-SP) Analysoi fysikaaliset ominaisuudet alla olevassa taulukossa:
| Näyte | Fuusiopiste | Kiehumispiste | Sähkönjohtavuus 25 ° C: ssa | Sähkönjohtavuus 1000 ° C: ssa |
|---|---|---|---|---|
| THE | 801 ° C | 1413 ° C | eristävä | kapellimestari |
| B | 43 ° C | 182 ° C | eristävä | |
| Ç | 1535 ° C | 2760 ° C | kapellimestari | kapellimestari |
| D | 1248 ° C | 2250 ° C | eristävä | eristävä |
Kemiallisten sidosten mallien mukaan A, B, C ja D voidaan luokitella vastaavasti
(A) ioninen yhdiste, metalli, molekyyliaine, metalli.
(B) metalli, ioniyhdiste, ioniyhdiste, molekyyliaine.
(C) ioninen yhdiste, molekyyliaine, metalli, metalli.
(D) molekyyliaine, ioniyhdiste, ioniyhdiste, metalli.
(E) ioninen yhdiste, molekyyliaine, metalli, ioninen yhdiste.
Oikea vaihtoehto: (E) ioniyhdiste, molekyyliaine, metalli, ioniyhdiste.
Analysoimalla näytteiden fysikaaliset tilat, kun ne altistetaan esitetyille lämpötiloille, meidän on:
| Näyte | Olomuoto 25 ° C: ssa | Olomuoto 1000 ° C: ssa | Yhdisteiden luokitus |
| THE | kiinteä | nestemäinen | Ioninen |
| B | kiinteä | Molekyylinen | |
| Ç | kiinteä | kiinteä | Metalli |
| D | kiinteä | kiinteä | Ioninen |
Molemmat yhdisteet A ja D ovat eristimiä kiinteässä tilassa (lämpötilassa 25 ° C), mutta kun näyte A muuttuu nestemäiseksi, se muuttuu johtavaksi. Nämä ovat ioniyhdisteiden ominaisuuksia.
Kiinteän tilan ioniyhdisteet eivät salli johtavuutta atomien järjestäytymistavan vuoksi.
Liuoksessa ioniset yhdisteet muuttuvat ioneiksi ja mahdollistavat sähkön johtamisen.
Metallille on ominaista, että niillä on hyvä johtavuus, kuten näytteellä C.
Molekyyliyhdisteet ovat sähköisesti neutraaleja, eli eristimiä, kuten näyte B.
Katso myös: Metallilinkit
kysymys 3
(Fuvest) Tarkastellaan alkuaine klooria muodostavia yhdisteitä vastaavasti vedyn, hiilen, natriumin ja kalsiumin kanssa. Minkä näiden alkuaineiden kanssa kloori muodostaa kovalenttisia yhdisteitä?
Vastaa:
| Elementit | Kuinka puhelu tapahtuu | muodostunut sidos | |
| kloori | Vety |  |
Kovalentti (elektronien jakaminen) |
| kloori | Hiili |  |
Kovalentti (elektronien jakaminen) |
| kloori | Natrium |  |
Ioninen (elektroninsiirto) |
| kloori | Kalsium |  |
Ioninen (elektroninsiirto) |
Kovalenttisia yhdisteitä esiintyy ei-metalliatomien, ei-metallien ja vedyn tai kahden vetyatomin vuorovaikutuksessa.
Joten kovalenttinen sidos tapahtuu kloorin + vedyn ja kloorin + hiilen kanssa.
Natrium ja kalsium ovat metalleja ja sitoutuvat klooriin ionisidoksen kautta.
Vihollisen kysymykset
Enemin lähestymistapa aiheeseen voi olla hieman erilainen kuin olemme tähän mennessä nähneet. Katso, miten kemialliset sidokset ilmestyivät vuoden 2018 testissä, ja opi lisää tästä sisällöstä.
Kysymys 1
(Enem / 2018) Tutkimukset osoittavat, että nanodevisiot perustuvat atomiulotteisiin liikkeisiin valolla, voi olla sovelluksia tulevissa tekniikoissa, jotka korvaavat mikromoottorit ilman komponentteja mekaniikka. Esimerkki valon aiheuttamasta molekyyliliikkeestä voidaan nähdä taivuttamalla ohut piikiekko, sidottu atsobentseenipolymeeriin ja tukimateriaaliin, kahdella aallonpituudella, kuten kuvassa kuva. Valoa käytettäessä tapahtuu polymeeriketjun palautuvia reaktioita, jotka edistävät havaittua liikettä.
TAKE, H. JA. Molekyylien nanoteknologia. Uusi kemia koulussa, n. 21. toukokuuta 2005 (mukautettu).
Molekyyliliikkeen ilmiö, jota valon esiintyminen edistää, syntyy (a): sta
(A) atomien värähtelyliike, joka johtaa sidosten lyhenemiseen ja rentoutumiseen.
(B) N = N-sidosten isomerointi, polymeerin cis-muodon ollessa pienempi kuin trans.
(C) polymeerin monomeeristen yksiköiden tautomerisaatio, mikä johtaa tiiviimpään yhdisteeseen.
(D) atsoryhmän π-elektronien ja kaksoissidoksia lyhentävän aromaattisen renkaan resonanssi.
(E) N = N-sidosten konformaattinen vaihtelu, joka johtaa rakenteisiin, joilla on eri pinta-alat.
Oikea vaihtoehto: (B) N = N-sidosten isomerointi, polymeerin cis-muodon ollessa pienempi kuin trans.
Liike polymeeriketjussa saa aikaan pidemmän polymeerin havaitsemisen vasemmalla ja lyhyemmän oikealla.
Kun polymeeriosa on korostettu, havaitaan kaksi asiaa:
- On olemassa kaksi rakennetta, jotka on kytketty kahden atomin välisellä sidoksella (jonka legenda kertoo olevan typpi);
- Tämä linkki on eri paikoissa jokaisessa kuvassa.
Piirtämällä viivaa kuvaan, kohdassa A havaitaan, että rakenteet ovat akselin yläpuolella ja alapuolella, toisin sanoen vastakkaisilla puolilla. Kohdassa B ne ovat samalla puolella piirrettyä viivaa.
Typpi tekee kolme sidosta stabiiliksi. Jos se on sidottu rakenteeseen sidoksella, se sitoutuu toiseen typeen kovalenttisen kaksoissidoksen kautta.
Polymeerien tiivistyminen ja terän taipuminen tapahtuu, koska sideaineet ovat eri asennoissa, kun esiintyy N = N-sidosten isomeeria.
Trans-isomeriaa havaitaan A: ssa (linkkereitä vastakkaisilla puolilla) ja cis: ää B: ssä (linkkereitä samassa tasossa).
kysymys 2
(Enem / 2018) Jotkut kiinteät materiaalit koostuvat atomeista, jotka ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa muodostaen sidoksia, jotka voivat olla kovalentteja, ionisia tai metallisia. Kuvassa on esitetty sitoutumisen potentiaalinen energia kiteisen kiinteän aineen välisen etäisyyden funktiona. Tätä lukua analysoitaessa havaitaan, että nollakelvinisen lämpötilassa atomien välisen sidoksen tasapainotaajuus (R0) vastaa potentiaalienergian vähimmäisarvoa. Tämän lämpötilan yläpuolella atomeille syötetty lämpöenergia lisää niiden kineettistä energiaa ja aiheuttaa ne värähtelevät keskimääräisen tasapainopaikan (täytetyt ympyrät) ympärillä, joka on erilainen kullekin lämpötila. Liitäntäetäisyys voi vaihdella vaakasuorien viivojen koko pituudelta, tunnistettuna T-lämpötila-arvolla1 T4 (lämpötilan nousu).
Keskimääräisellä etäisyydellä havaittu siirtymä paljastaa
(A) ionisaatio.
(B) dilataatio.
(C) dissosiaatio.
(D) kovalenttisten sidosten rikkoutuminen.
(E) metallisidosten muodostuminen.
Oikea vaihtoehto: (B) dilataatio.
Atomeilla on positiivisia ja negatiivisia varauksia. Sidokset muodostuvat, kun ne saavuttavat vähimmäisenergian tasapainottamalla voimia (karkotusta ja vetovoimaa) atomien välillä.
Tästä ymmärrämme, että: kemiallisen sidoksen syntymiseen atomien välillä on ihanteellinen etäisyys, jotta ne ovat vakaita.
Esitetystä kuvasta näkyy, että
- Kahden atomin (atomien välinen) etäisyys pienenee, kunnes saavutetaan vähimmäisenergia.
- Energia voi lisääntyä, kun atomit tulevat niin lähelle, että niiden ytimien positiiviset varaukset lähestyvät, alkavat karkottaa toisiaan ja siten lisätä energiaa.
- Lämpötilassa T0 nolla Kelvin on potentiaalienergian vähimmäisarvo.
- T: n lämpötila nousee1 T: lle4 ja syötetty energia saa atomit värisemään tasapainotilan (täytettyjen ympyröiden) ympäri.
- Värähtely tapahtuu käyrän ja kutakin lämpötilaa vastaavan koko ympyrän välillä.
Kun lämpötila mittaa molekyylien sekoitusastetta, sitä korkeampi lämpötila on, sitä enemmän atomi värähtelee ja sen viemä tila kasvaa.
Korkein lämpötila (T.4) osoittaa, että tuon atomiryhmän viemä tila on suurempi ja materiaali laajenee.
kysymys 3
(Enem / 2019) Koska niillä on täydellinen valenssikerros, korkea ionisaatioenergia ja elektroninen affiniteetti käytännössä nolla, pidettiin pitkään, että jalokaasut eivät muodosta yhdisteitä kemikaalit. Kuitenkin vuonna 1962 ksenonin (5s25p⁶ valenssikerros) ja platinaheksafluoridin välinen reaktio suoritettiin onnistuneesti, ja siitä lähtien on syntetisoitu lisää uusia jalokaasuyhdisteitä.
Tällaiset yhdisteet osoittavat, että oktettisääntöä ei voida hyväksyä kriittisesti, jossa katsotaan, että kemiallisessa sidoksessa atomit pyrkivät saavuttamaan vakauden olettaen kaasun elektronisen konfiguraation jalo. Tunnettujen yhdisteiden joukossa yksi vakaimmista on ksenonidifluoridi, jossa on kaksi halogeeniatomia fluori (2s²2p⁵ valenssikerros) sitoutuu kovalenttisesti jalokaasiatomiin, jolloin siinä on kahdeksan elektronia valenssi.
Kun kirjoitat edellä mainitun ksenoniyhdisteen Lewis-kaavaa, kuinka monta valenssikuoressa olevaa elektronia on jalokaasiatomissa?
(A) 6
(B) 8
(C) 10
(D) 12
Oikea vaihtoehto: c) 10.
Fluori on alkuaine, joka kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 17. Siksi sen uloimmassa elektronisessa kuoressa on 7 elektronia (2s2 2p5). Stabiilisuuden saavuttamiseksi oktettisäännön mukaan tämän elementin atomi tarvitsee yhden elektronin, jotta valenssikuoressa olisi siten 8 elektronia ja olettaa jalokaasun elektronisen konfiguraation.
Ksenon on toisaalta jalokaasu, ja siksi sen viimeisessä kerroksessa on jo 8 elektronia (5s2 5p6).
Huomaa, että yhdisteen nimi on ksenonidifluoridi, eli yhdiste koostuu kahdesta fluoriatomista ja yhdestä ksenoniatomista, XeF2.
Kuten lausunnossa sanotaan, atomien välinen kemiallinen sidos on kovalenttista tyyppiä, toisin sanoen elektronien jakaminen tapahtuu.
Jakamalla elektronit jokaisen atomin ympärille (7 fluorin ja 8 ksenonin ympärille) näemme että ksenoniatomissa, kun se sitoutuu kahteen fluoriatomiin, fluorikuoressa on 10 elektronia. valenssi.
Katso myös:
- oktetin sääntö
- Sähköisen jakelun harjoitukset
- Harjoitukset hiilivedyille
