De verschillende stoffen die in het universum bestaan, zijn samengesteld uit atomen, ionen of moleculen. Chemische elementen combineren door chemische bindingen. Deze koppelingen kunnen zijn:
| Covalente binding | ionbinding | Metalen verbinding |
|---|---|---|
elektronen delen |
elektronenoverdracht |
Tussen metaalatomen |
Gebruik de onderstaande vragen om uw kennis van chemische bindingen te testen.
Voorgestelde oefeningen
vraag 1
Om de eigenschappen van verschillende stoffen te interpreteren, is het noodzakelijk om de bindingen tussen de atomen en de bindingen tussen de respectieve moleculen te kennen. Met betrekking tot de binding tussen atomen kan worden gezegd dat...
(A) tussen gebonden atomen overheersen de aantrekkingskrachten.
(B) wanneer een binding wordt gevormd tussen atomen, bereikt het gevormde systeem maximale energie.
(C) de aantrekking en afstoting van een molecuul zijn niet alleen elektrostatisch van aard.
(D) tussen gebonden atomen is er een evenwicht tussen elektrostatische aantrekkingen en afstotingen.
Correct alternatief: (D) Tussen gebonden atomen is er een evenwicht tussen elektrostatische aantrekking en afstoting.
Atomen worden gevormd door elektrische ladingen en het zijn de elektrische krachten tussen deeltjes die leiden tot de vorming van bindingen. Daarom zijn alle chemische bindingen elektrostatisch van aard.
Atomen hebben krachten van:
- afstoting tussen kernen (positieve ladingen);
- afstoting tussen elektronen (negatieve ladingen);
- aantrekkingskracht tussen kernen en elektronen (positieve en negatieve ladingen).
In alle chemische systemen proberen atomen stabieler te worden en deze stabiliteit wordt bereikt in een chemische binding.
Stabiliteit is te danken aan het evenwicht tussen de aantrekkings- en afstotingskrachten, aangezien atomen een toestand van lagere energie bereiken.
vraag 2
Match de zinnen in kolom I en het koppelingstype in kolom II correct.
| ik | II |
|---|---|
| (A) Tussen Na-atomen | 1. enkele covalente binding |
| (B) Tussen Cl-atomen | 2. dubbele covalente binding |
| (C) Tussen atomen van O | 3. Metalen verbinding |
| (D) Tussen N-atomen | 4. ionbinding |
| (E) Tussen Na- en Cl-atomen | 5. drievoudige covalente binding |
Antwoord:
Atomen |
Verbindingstypen |
Vertegenwoordiging |
(A) Tussen Na-atomen |
Metalen verbinding. De atomen van dit metaal zijn met elkaar verbonden door middel van metaalbindingen en de interactie tussen positieve en negatieve ladingen verhoogt de stabiliteit van de set. |
 |
(B) Tussen Cl-atomen |
Enkele covalente binding. Het delen van elektronen en de vorming van enkele bindingen vindt plaats omdat er slechts één paar bindingselektronen is. |
 |
(C) Tussen atomen van O |
Dubbele covalente binding. Er zijn twee paren bindingselektronen. |
 |
(D) Tussen N-atomen |
Drievoudige covalente binding. Er zijn drie paren bindingselektronen. |
 |
(E) Tussen Na- en Cl-atomen |
Ionbinding. Gevestigd tussen positieve ionen (kationen) en negatieve ionen (anionen) door elektronenoverdracht. |
 |
vraag 3
Methaan, ammoniak, water en waterstoffluoride zijn moleculaire stoffen waarvan de Lewis-structuren in de volgende tabel worden weergegeven.
| Methaan, CH4 | Ammoniak, NH3 | Water, H2O | waterstoffluoride, HF |
|---|---|---|---|
 |
 |
 |
 |
Geeft het type binding aan dat tot stand is gebracht tussen de atomen waaruit deze moleculen bestaan.
Correct antwoord: eenvoudige covalente binding.
Als we naar het periodiek systeem kijken, zien we dat de elementen van stoffen geen metalen zijn.
Het type binding dat deze elementen onderling vormen, is de covalente binding, omdat ze elektronen delen.
Atomen van koolstof, stikstof, zuurstof en fluor vormen acht elektronen in de valentieschil vanwege het aantal bindingen dat ze maken. Ze gehoorzamen dan aan de octetregel.
Waterstof daarentegen neemt deel aan de vorming van moleculaire stoffen door een elektronenpaar te delen en eenvoudige covalente bindingen tot stand te brengen.
Zie ook: Chemische bindingen
toelatingsexamen vragen
Vragen over chemische bindingen komen veel voor bij toelatingsexamens voor universiteiten. Zie hieronder hoe het onderwerp kan worden benaderd.
vraag 1
(UEMG) De eigenschappen van een bepaald materiaal kunnen worden verklaard door het type chemische binding dat aanwezig is tussen de vormende eenheden. In een laboratoriumanalyse identificeerde een chemicus de volgende eigenschappen voor een bepaald materiaal:
- Hoge smelt- en kooktemperatuur
- Goede elektrische geleidbaarheid in waterige oplossing
- Slechte geleider van solid-state elektriciteit
Markeer uit de eigenschappen die door dit materiaal worden weergegeven het alternatief dat het overheersende type verbinding daarin aangeeft:
(A) metaal
(B) covalent
(C) geïnduceerde dipool
(D) ionisch
Correct alternatief: (D) ionisch.
Een vast materiaal heeft hoge smelt- en kooktemperaturen, dat wil zeggen dat het veel energie nodig heeft om in een vloeibare of gasvormige toestand te veranderen.
In de vaste toestand is het materiaal een slechte geleider van elektriciteit vanwege de organisatie van atomen die een goed gedefinieerde geometrie vormen.
In contact met water verschijnen ionen, die kationen en anionen vormen, waardoor de doorgang van elektrische stroom wordt vergemakkelijkt.
Het type binding waardoor het materiaal deze eigenschappen heeft, is de ionische binding.
vraag 2
(PUC-SP) Analyseer de fysieke eigenschappen in de onderstaande tabel:
| Monster | Fusiepunt | Kookpunt | Elektrische geleidbaarheid bij 25°C | Elektrische geleidbaarheid bij 1000 °C |
|---|---|---|---|---|
| DE | 801°C | 1413°C | isolerend | geleider |
| B | 43°C | 182 °C | isolerend | |
| Ç | 1535 °C | 2760°C | geleider | geleider |
| D | 1248°C | 2250 °C | isolerend | isolerend |
Volgens de chemische bindingsmodellen kunnen A, B, C en D respectievelijk worden geclassificeerd als,
(A) ionische verbinding, metaal, moleculaire stof, metaal.
(B) metaal, ionische verbinding, ionische verbinding, moleculaire stof.
(C) ionische verbinding, moleculaire stof, metaal, metaal.
(D) moleculaire stof, ionische verbinding, ionische verbinding, metaal.
(E) ionische verbinding, moleculaire stof, metaal, ionische verbinding.
Correct alternatief: (E) ionische verbinding, moleculaire stof, metaal, ionische verbinding.
Door de fysieke toestand van de monsters te analyseren wanneer ze worden blootgesteld aan de gepresenteerde temperaturen, moeten we:
| Monster | Fysische toestand bij 25°C | Fysische toestand bij 1000°C | Classificatie van verbindingen |
| DE | solide | vloeistof | Ionisch |
| B | solide | moleculair | |
| Ç | solide | solide | Metaal |
| D | solide | solide | Ionisch |
Beide verbindingen A en D zijn isolatoren in de vaste toestand (bij 25 °C), maar wanneer monster A in vloeibare toestand verandert, wordt het geleidend. Dit zijn kenmerken van ionische verbindingen.
Ionische verbindingen in vaste toestand laten geen geleidbaarheid toe vanwege de manier waarop de atomen zichzelf rangschikken.
In oplossing veranderen de ionische verbindingen in ionen en laten ze elektriciteit geleiden.
Het is kenmerkend voor metalen dat ze een goede geleidbaarheid hebben zoals monster C.
Moleculaire verbindingen zijn elektrisch neutraal, dat wil zeggen isolatoren zoals monster B.
Zie ook: Metalen schakels
vraag 3
(Fuvest) Beschouw het element chloorvormende verbindingen met respectievelijk waterstof, koolstof, natrium en calcium. Met welke van deze elementen vormt chloor covalente verbindingen?
Antwoord:
| elementen | Hoe de oproep plaatsvindt? | band gevormd | |
| chloor- | Waterstof |  |
Covalent (elektronen delen) |
| chloor- | Koolstof |  |
Covalent (elektronen delen) |
| chloor- | Natrium |  |
Ionisch (elektronenoverdracht) |
| chloor- | Calcium |  |
Ionisch (elektronenoverdracht) |
Covalente verbindingen komen voor in de interactie van niet-metaalatomen, niet-metalen met waterstof of tussen twee waterstofatomen.
Dus de covalente binding treedt op met chloor + waterstof en chloor + koolstof.
Natrium en calcium zijn metalen en binden zich aan chloor via een ionische binding.
vijandelijke vragen
Enem's benadering van het onderwerp kan een beetje anders zijn dan wat we tot nu toe hebben gezien. Bekijk hoe chemische bindingen in de test van 2018 verschenen en leer iets meer over deze inhoud.
vraag 1
(Enem/2018) Onderzoek toont aan dat nanodevices gebaseerd op atomaire-dimensionale bewegingen, geïnduceerd door licht, kan toepassingen hebben in toekomstige technologieën, ter vervanging van micromotoren, zonder dat er componenten nodig zijn mechanica. Een voorbeeld van door licht geïnduceerde moleculaire beweging kan worden gezien door een dunne siliciumwafel te buigen, gebonden aan een azobenzeenpolymeer en een dragermateriaal, in twee golflengten, zoals geïllustreerd in figuur. Bij toepassing van licht treden omkeerbare reacties van de polymeerketen op, die de waargenomen beweging bevorderen.
NEEM, H. EN. Nanotechnologie van moleculen. Nieuwe scheikunde op school, n. 21 mei 2005 (aangepast).
Het fenomeen van moleculaire beweging, bevorderd door lichtinval, komt voort uit (a)
(A) vibrationele beweging van atomen, wat leidt tot verkorting en ontspanning van bindingen.
(B) isomerisatie van N=N-bindingen, waarbij de cis-vorm van het polymeer compacter is dan de trans.
(C) tautomerisatie van de monomere eenheden van het polymeer, wat leidt tot een compactere verbinding.
(D) resonantie tussen de π-elektronen van de azogroep en die van de aromatische ring die de dubbele bindingen verkorten.
(E) conformationele variatie van N=N bindingen die resulteert in structuren met verschillende oppervlakten.
Correct alternatief: (B) isomerisatie van N=N bindingen, waarbij de cis-vorm van het polymeer compacter is dan de trans.
Door de beweging in de polymeerketen is links een langer polymeer waar te nemen en rechts een kortere.
Met het polymeergedeelte gemarkeerd, observeren we twee dingen:
- Er zijn twee structuren die verbonden zijn door een binding tussen twee atomen (waarvan de legende aangeeft dat het stikstof is);
- Deze link staat op verschillende posities in elke afbeelding.
Als we een lijn trekken op de afbeelding, zien we in A dat de structuren zich boven en onder de as bevinden, dat wil zeggen, tegenoverliggende zijden. In B bevinden ze zich aan dezelfde kant van de getekende lijn.
Stikstof maakt drie bindingen stabiel. Als het door een binding aan de structuur is gebonden, dan is het via een covalente dubbele binding aan de andere stikstof gebonden.
Polymeerverdichting en bladbuiging treden op omdat de bindmiddelen zich in verschillende posities bevinden wanneer isomerie van N=N-bindingen optreedt.
Trans-isomerie wordt waargenomen in A (linkers aan weerszijden) en cis in B (linkers in hetzelfde vlak).
vraag 2
(Enem/2018) Sommige vaste materialen zijn samengesteld uit atomen die met elkaar interageren en bindingen vormen die covalent, ionisch of metallisch kunnen zijn. De figuur toont de potentiële bindingsenergie als functie van de interatomaire afstand in een kristallijne vaste stof. Als we deze figuur analyseren, zien we dat, bij een temperatuur van nul kelvin, de evenwichtsafstand van de binding tussen de atomen (R0) komt overeen met de minimale waarde van potentiële energie. Boven die temperatuur verhoogt de thermische energie die aan de atomen wordt geleverd hun kinetische energie en oorzaken ze oscilleren rond een gemiddelde evenwichtspositie (gevulde cirkels), die voor elk anders is temperatuur. De verbindingsafstand kan variëren over de gehele lengte van de horizontale lijnen, geïdentificeerd met de temperatuurwaarde van T1 de T4 (stijgende temperaturen).
De verplaatsing waargenomen in de gemiddelde afstand onthult het fenomeen van phenomenon
(A) ionisatie.
(B) verwijding.
(C) dissociatie.
(D) verbreken van covalente bindingen.
(E) vorming van metaalbindingen.
Correct alternatief: (B) ontsluiting.
Atomen hebben positieve en negatieve ladingen. Bindingen worden gevormd wanneer ze een minimale energie bereiken door krachten (afstoting en aantrekking) tussen atomen in evenwicht te brengen.
Hieruit begrijpen we dat: voor het ontstaan van een chemische binding er een ideale afstand tussen de atomen is zodat ze stabiel zijn.
De getoonde grafiek laat ons zien dat:
- De afstand tussen twee atomen (interatomair) neemt af totdat een minimale energie wordt bereikt.
- Energie kan toenemen wanneer atomen zo dicht bij elkaar komen dat de positieve ladingen in hun kernen elkaar naderen, elkaar gaan afstoten en bijgevolg de energie verhogen.
- Bij temperatuur T0 van nul Kelvin is de minimale waarde van potentiële energie.
- Er is een stijging van de temperatuur van T1 naar T4 en de toegevoerde energie zorgt ervoor dat de atomen oscilleren rond de evenwichtspositie (gevulde cirkels).
- De oscillatie vindt plaats tussen de curve en de volledige cirkel die overeenkomt met elke temperatuur.
Omdat temperatuur de mate van agitatie van moleculen meet, hoe hoger de temperatuur, hoe meer het atoom oscilleert en de door het atoom ingenomen ruimte toeneemt.
De hoogste temperatuur (T4) geeft aan dat er een grotere ruimte zal worden ingenomen door die groep atomen en dat het materiaal dus uitzet.
vraag 3
(Enem/2019) Omdat ze een volledige valentielaag, hoge ionisatie-energie en elektronische affiniteit hebben praktisch nul, werd lange tijd gedacht dat de edelgassen geen verbindingen zouden vormen Chemicaliën. In 1962 werd echter de reactie tussen xenon (5s²5p⁶ valentielaag) en platinahexafluoride met succes uitgevoerd en sindsdien zijn er meer nieuwe edelgasverbindingen gesynthetiseerd.
Dergelijke verbindingen tonen aan dat men de octetregel niet kritiekloos kan accepteren, waarin wordt aangenomen dat, in een chemische binding hebben atomen de neiging om stabiliteit te verwerven uitgaande van de elektronische configuratie van gas edele. Van de bekende verbindingen is xenondifluoride een van de meest stabiele, waarin twee halogeenatomen fluor (2s²2p⁵ valentielaag) bindt covalent aan het edelgasatoom om acht elektronen van valentie.
Bij het schrijven van de Lewis-formule voor de bovengenoemde xenonverbinding, hoeveel elektronen zitten er in de valentieschil in het edelgasatoom?
(A) 6
(B) 8
(C) 10
(D) 12
Correct alternatief: c) 10.
Fluor is een element dat deel uitmaakt van groep 17 van het periodiek systeem. Daarom zijn er in de buitenste elektronische schil 7 elektronen (2s2 2p5). Om stabiliteit te verkrijgen, heeft het atoom van dit element volgens de octetregel één elektron nodig om dus 8 elektronen in de valentieschil te hebben en de elektronische configuratie van een edelgas aan te nemen.
Xenon daarentegen is een edelgas en heeft daarom al 8 elektronen in de laatste laag (5s2 5p6).
Merk op dat de naam van de verbinding xenondifluoride is, dat wil zeggen dat de verbinding bestaat uit twee fluoratomen en één xenonatoom, XeF2.
Zoals de verklaring zegt, is de chemische binding tussen atomen van het covalente type, dat wil zeggen, er is het delen van elektronen.
Als we de elektronen rond elk atoom verdelen (7 rond fluor en 8 rond xenon) zien we dat het xenon-atoom, bij binding met twee fluoratomen, 10 elektronen in de fluorschil heeft. valentie.
Zie ook:
- octetregel
- Oefeningen over elektronische distributie
- Oefeningen over koolwaterstoffen
