Kjemiske bindingsøvelser

De forskjellige stoffene som finnes i universet er sammensatt av atomer, ioner eller molekyler. Kjemiske elementer kombineres gjennom kjemiske bindinger. Disse lenkene kan være:

Kovalent binding	ionisk binding	Metallforbindelse
elektrondeling	elektronoverføring	Mellom metallatomer

Bruk spørsmålene nedenfor for å teste kunnskapen din om kjemisk binding.

Foreslåtte øvelser

Spørsmål 1

For å tolke egenskapene til forskjellige stoffer, er det nødvendig å kjenne bindingene mellom atomene og bindingene mellom de respektive molekylene. I forhold til båndet mellom atomer kan det sies at ...

(A) mellom bundet atomer dominerer tiltrekningskreftene.
(B) når det dannes en binding mellom atomer, når det dannede systemet maksimal energi.
(C) attraksjonene og frastøtene i et molekyl er ikke bare elektrostatiske i naturen.
(D) mellom bundet atomer er det en balanse mellom elektrostatiske attraksjoner og frastøtinger.

Se Svar

Riktig alternativ: (D) Mellom bundet atomer er det en balanse mellom elektrostatiske attraksjoner og frastøtinger.

Atomer dannes av elektriske ladninger, og det er de elektriske kreftene mellom partikler som fører til dannelse av bindinger. Derfor er alle kjemiske bindinger elektrostatiske.

Atomer har krefter på:

• frastøting mellom kjerner (positive ladninger);
• frastøting mellom elektroner (negative ladninger);
• tiltrekning mellom kjerner og elektroner (positive og negative ladninger).

I alle kjemiske systemer søker atomer å bli mer stabile, og denne stabiliteten oppnås i en kjemisk binding.

Stabilitet skyldes balansen mellom tiltrekningskreftene og frastøting, ettersom atomer når en tilstand med lavere energi.

spørsmål 2

Pass riktig på setningene i kolonne I og koblingstypen i kolonne II.

Jeg	II
(A) Mellom Na-atomer	1. enkel kovalent binding
(B) Mellom Cl-atomer	2. dobbel kovalent binding
(C) Mellom atomer av O	3. Metallforbindelse
(D) Mellom N-atomer	4. ionisk binding
(E) Mellom Na- og Cl-atomer	5. trippel kovalent binding

Se Svar

Svare:

Atomer	Tilkoblingstyper	Representasjon
(A) Mellom Na-atomer	Metallisk forbindelse. Atomet til dette metallet er koblet sammen gjennom metallbindinger, og samspillet mellom positive og negative ladninger øker settets stabilitet.
(B) Mellom Cl-atomer	Enkel kovalent binding. Elektronedeling og dannelse av enkeltbindinger oppstår fordi det bare er ett par bindingselektroner.
(C) Mellom atomer av O	Dobbelt kovalent binding. Det er to par bindingselektroner.
(D) Mellom N-atomer	Trippel kovalent binding. Det er tre par bindingselektroner.
(E) Mellom Na- og Cl-atomer	Jonisk binding. Etablert mellom positive ioner (kationer) og negative ioner (anioner) gjennom elektronoverføring.

spørsmål 3

Metan, ammoniakk, vann og hydrogenfluorid er molekylære stoffer hvis Lewis-strukturer er representert i følgende tabell.

Metan, CH4	Ammoniakk, NH3	Vann, H2O	hydrogenfluorid, HF

Indikerer hvilken type binding som er etablert mellom atomene som utgjør disse molekylene.

Se Svar

Riktig svar: Enkel kovalent binding.

Ser vi på det periodiske systemet, ser vi at elementene i stoffer ikke er metaller.

Den type binding disse elementene danner mellom dem er den kovalente bindingen, da de deler elektroner.

Atomer av karbon, nitrogen, oksygen og fluor utgjør åtte elektroner i valensskallet på grunn av antall bindinger de lager. De adlyder deretter oktettregelen.

Hydrogen derimot deltar i dannelsen av molekylære stoffer ved å dele et par elektroner og etablere enkle kovalente bindinger.

Se også: Kjemiske bindinger

opptaksprøver spørsmål

Spørsmål om kjemiske bindinger vises mye i høyskoleopptaksprøver. Se nedenfor hvordan temaet kan tilnærmes.

Spørsmål 1

(UEMG) Egenskapene som utvises av et bestemt materiale kan forklares med typen kjemisk binding som er tilstede mellom dets formingsenheter. I en laboratorieanalyse identifiserte en kjemiker følgende egenskaper for et bestemt materiale:

• Høy smelte- og koketemperatur
• God elektrisk ledningsevne i vandig løsning
• Dårlig leder av solid state-elektrisitet

Merk av alternativet som indikerer den dominerende typen tilkobling i egenskapene som vises av dette materialet:

(A) metallisk
(B) kovalent
(C) indusert dipol
(D) ionisk

Se Svar

Riktig alternativ: (D) ionisk.

Et fast materiale har høye smelte- og koketemperaturer, det vil si at det vil trenge mye energi for å skifte til flytende eller gassform.

I fast tilstand er materialet en dårlig leder av elektrisitet på grunn av organiseringen av atomer som danner en veldefinert geometri.

I kontakt med vann dukker ioner opp som danner kationer og anioner, noe som letter gjennomstrømningen av elektrisk strøm.

Den type binding som gjør at materialet har disse egenskapene er den ioniske bindingen.

spørsmål 2

(PUC-SP) Analyser de fysiske egenskapene i tabellen nedenfor:

Prøve	Fusjonspunkt	Kokepunkt	Elektrisk ledningsevne ved 25 ° C	Elektrisk ledningsevne ved 1000 ° C
DE	801 ° C	1413 ° C	isolerende	dirigent
B	43 ° C	182 ° C	isolerende
Ç	1535 ° C	2760 ° C	dirigent	dirigent
D	1248 ° C	2250 ° C	isolerende	isolerende

I henhold til kjemiske bindingsmodeller kan A, B, C og D klassifiseres henholdsvis som,

(A) ionisk forbindelse, metall, molekylær substans, metall.
(B) metall, ionisk forbindelse, ionisk forbindelse, molekylær substans.
(C) ionisk forbindelse, molekylær substans, metall, metall.
(D) molekylært stoff, ionisk forbindelse, ionisk forbindelse, metall.
(E) ionisk forbindelse, molekylær substans, metall, ionisk forbindelse.

Se Svar

Riktig alternativ: (E) ionisk forbindelse, molekylær substans, metall, ionisk forbindelse.

Når vi analyserer de fysiske tilstandene til prøvene når de blir utsatt for de presenterte temperaturene, må vi:

Prøve	Fysisk tilstand ved 25 ° C	Fysisk tilstand ved 1000 ° C	Klassifisering av forbindelser
DE	fast	væske	Jonisk
B	fast	Molekylær
Ç	fast	fast	Metall
D	fast	fast	Jonisk

Begge forbindelsene A og D er isolatorer i fast tilstand (ved 25 ° C), men når prøve A skifter til flytende tilstand blir den ledende. Dette er kjennetegn ved ioniske forbindelser.

Solid state ioniske forbindelser tillater ikke ledningsevne på grunn av hvordan atomene ordner seg.

I løsning blir ioniske forbindelser til ioner og lar elektrisitet ledes.

Det er karakteristisk for metaller at de har god ledningsevne som prøve C.

Molekylære forbindelser er elektrisk nøytrale, det vil si isolatorer som prøve B.

Se også: Metalllenker

spørsmål 3

(Fuvest) Vurder elementet klordannende forbindelser med henholdsvis hydrogen, karbon, natrium og kalsium. Med hvilke av disse elementene danner klor kovalente forbindelser?

Se Svar

Svare:

Elementer	Hvordan samtalen oppstår	bånd dannet
klor	Hydrogen		Kovalent (elektrondeling)
klor	Karbon		Kovalent (elektrondeling)
klor	Natrium		Ionisk (elektronoverføring)
klor	Kalsium		Ionisk (elektronoverføring)

Kovalente forbindelser forekommer i samspillet mellom ikke-metallatomer, ikke-metaller med hydrogen eller mellom to hydrogenatomer.

Så den kovalente bindingen oppstår med klor + hydrogen og klor + karbon.

Natrium og kalsium er metaller og binder seg til klor gjennom en ionebinding.

Enem spørsmål

Enems tilnærming til temaet kan være litt annerledes enn det vi har sett så langt. Se hvordan kjemiske bindinger dukket opp i 2018-testen, og lær litt mer om dette innholdet.

Spørsmål 1

(Enem / 2018) Forskning viser at nanodeenheter basert på atomdimensjonale bevegelser, indusert av lys, kan ha applikasjoner i fremtidig teknologi, som erstatter mikromotorer, uten behov for komponenter mekanikk. Et eksempel på lysindusert molekylær bevegelse kan sees ved å bøye en tynn silisiumskive, bundet til en azobenzenpolymer og et støttemateriale, i to bølgelengder, som illustrert i figur. Ved påføring av lys oppstår reversible reaksjoner av polymerkjeden, som fremmer den observerte bevegelsen.

_{TA, H. OG. Nanoteknologi av molekyler. Ny kjemi på skolen, n. 21. mai 2005 (tilpasset).}

Fenomenet molekylær bevegelse, fremmet av forekomst av lys, oppstår fra (a)

(A) vibrasjonsbevegelse av atomer, noe som fører til forkortelse og avslapning av bindinger.
(B) isomerisering av N = N-bindinger, idet cis-formen av polymeren er mer kompakt enn trans.
(C) tautomerisering av polymerens monomere enheter, noe som fører til en mer kompakt forbindelse.
(D) resonans mellom π-elektronene i azogruppen og de i den aromatiske ringen som forkorter dobbeltbindingen.
(E) konformasjonsvariasjon av N = N bindinger som resulterer i strukturer med forskjellige overflatearealer.

Se Svar

Riktig alternativ: (B) isomerisering av N = N-bindinger, idet cis-formen av polymeren er mer kompakt enn trans.

Bevegelsen i polymerkjeden fører til at en lengre polymer observeres til venstre og en kortere til høyre.

Med polymerdelen uthevet observerer vi to ting:

1. Det er to strukturer som er bundet av en binding mellom to atomer (som legenden indikerer er nitrogen);
2. Denne lenken er i forskjellige posisjoner i hvert bilde.

Ved å tegne en linje på bildet, i A, observerer vi at strukturene er over og under aksen, det vil si motsatte sider. I B er de på samme side av tegnet linje.

Nitrogen lager tre bindinger for å være stabile. Hvis den er bundet til strukturen av en binding, er den bundet til det andre nitrogenet via en kovalent dobbeltbinding.

Polymerkomprimering og bøying av blad oppstår fordi bindemidlene er i forskjellige posisjoner når isomeri av N = N bindinger oppstår.

Trans-isomerisme observeres i A (linkere på motsatte sider) og cis i B (linkers i samme plan).

spørsmål 2

(Enem / 2018) Noen faste materialer er sammensatt av atomer som samhandler med hverandre og danner bindinger som kan være kovalente, ioniske eller metalliske. Figuren viser den potensielle energien til binding som en funksjon av den interatomiske avstanden i et krystallinsk fast stoff. Når man analyserer denne figuren, observeres det at likevektavstanden til bindingen mellom atomene ved temperaturen null kelvin₀) tilsvarer minimumsverdien av potensiell energi. Over den temperaturen øker den termiske energien som tilføres atomene deres kinetiske energi og forårsaker de svinger rundt en gjennomsnittlig likevektsposisjon (fylte sirkler), som er forskjellig for hver temperatur. Tilkoblingsavstanden kan variere over hele lengden på de horisontale linjene, identifisert med temperaturverdien til T₁ T₄ (økende temperaturer).

Forskyvningen observert i gjennomsnittlig avstand avslører fenomenet

(A) ionisering.
(B) utvidelse.
(C) dissosiasjon.
(D) brudd på kovalente bindinger.
(E) dannelse av metallbindinger.

Se Svar

Riktig alternativ: (B) utvidelse.

Atomer har positive og negative ladninger. Obligasjoner dannes når de når et minimum av energi ved å balansere krefter (frastøting og tiltrekning) mellom atomer.

Fra dette forstår vi at: for at en kjemisk binding skal oppstå, er det en ideell avstand mellom atomene slik at de er stabile.

Grafikken som vises viser oss at:

1. Avstanden mellom to atomer (interatomisk) avtar til den når minimum energi.
2. Energi kan øke når atomer blir så nærme at de positive ladningene i kjernene deres nærmer seg, begynner å frastøte hverandre og følgelig øke energien.
3. Ved temperatur T₀ på null Kelvin er minimumsverdien av potensiell energi.
4. Det er en økning i temperaturen på T₁ til T₄ og den tilførte energien får atomene til å svinge rundt likevektsposisjonen (fylte sirkler).
5. Svingningen skjer mellom kurven og den fullstendige sirkelen som tilsvarer hver temperatur.

Når temperaturen måler graden av omrøring av molekyler, jo høyere temperatur, desto mer svinger atomet og plassen okkupert av den øker.

Den høyeste temperaturen (T₄) indikerer at det vil være større plass okkupert av den gruppen av atomer og dermed utvides materialet.

spørsmål 3

(Enem / 2019) Fordi de har et komplett valenslag, høy ioniseringsenergi og elektronisk affinitet praktisk talt null, ble det ansett i lang tid at edelgassene ikke ville danne forbindelser kjemikalier. Imidlertid ble reaksjonen mellom xenon (5s²5p⁶ valenslag) og platinaheksafluorid i 1962 vellykket utført, og siden den gang har flere nye edelgassforbindelser blitt syntetisert.
Slike forbindelser demonstrerer at man ikke ukritisk kan akseptere oktettregelen, der det anses at, i en kjemisk binding, har atomer en tendens til å oppnå stabilitet forutsatt den elektroniske konfigurasjonen av gass edel. Blant de kjente forbindelsene er en av de mest stabile xenondifluorider, hvor to halogenatomer fluor (2s²2p⁵ valenslag) binder kovalent til edelgassatomet for å ha åtte elektroner av valens.
Når du skriver Lewis-formelen for den nevnte xenonforbindelsen, hvor mange elektroner i valensskallet er det i edelgassatomet?
(A) 6
(B) 8
(C) 10
(D) 12

Se Svar

Riktig alternativ: c) 10.

Fluor er et element som inngår i gruppe 17 i det periodiske systemet. Derfor er det 7 elektroner i det ytterste elektroniske skallet (2s2 2p5). For å oppnå stabilitet, i henhold til oktettregelen, trenger atomet til dette elementet ett elektron for således å ha 8 elektroner i valensskallet og anta den elektroniske konfigurasjonen av edelgass.

Xenon er derimot en edelgass, og derfor har den allerede 8 elektroner i det siste laget (5s² 5p⁶).

Merk at navnet på forbindelsen er xenondifluorid, det vil si at forbindelsen består av to fluoratomer og et xenonatom, XeF₂.

Som uttalelsen sier, er den kjemiske bindingen mellom atomer av kovalent type, det vil si deling av elektroner.

Representasjon av kovalente bindinger i xenondifluorid

Fordeling av elektronene rundt hvert atom (7 rundt fluor og 8 rundt xenon) ser vi at xenonatomet, når det binder seg med to fluoratomer, har 10 elektroner i fluorskallet. valens.

Se også:

• oktettregel
• Øvelser om elektronisk distribusjon
• Øvelser på hydrokarboner