Різні речовини, що існують у Всесвіті, складаються з атомів, іонів або молекул. Хімічні елементи поєднуються за допомогою хімічних зв’язків. Ці посилання можуть бути:
| Ковалентний зв’язок | іонний зв’язок | Металеве з'єднання |
|---|---|---|
обмін електронами |
перенесення електронів |
Між атомами металу |
Використовуйте наведені нижче запитання, щоб перевірити свої знання про хімічне зв’язування.
Запропоновані вправи
питання 1
Для інтерпретації властивостей різних речовин необхідно знати зв’язки між атомами та зв’язки між відповідними молекулами. Стосовно зв'язку між атомами можна сказати, що ...
(А) між зв’язаними атомами переважають сили притягання.
(B) коли зв'язок утворюється між атомами, утворена система досягає максимальної енергії.
(C) притягання та відштовхування в молекулі мають не тільки електростатичний характер.
(D) між зв’язаними атомами існує баланс між електростатичними притяганнями та відштовхуваннями.
Правильна альтернатива: (D) Між зв’язаними атомами існує баланс між електростатичними притяганнями та відштовхуваннями.
Атоми утворені електричними зарядами, і саме електричні сили між частинками призводять до утворення зв’язків. Тому всі хімічні зв’язки мають електростатичну природу.
Атоми мають сили:
- відштовхування між ядрами (позитивні заряди);
- відштовхування між електронами (негативні заряди);
- тяжіння між ядрами та електронами (позитивні та негативні заряди).
У всіх хімічних системах атоми прагнуть стати більш стабільними, і ця стабільність досягається в хімічному зв'язку.
Стабільність зумовлена рівновагою між силами притягання та відштовхування, оскільки атоми досягають стану нижчої енергії.
питання 2
Правильно узгоджуйте речення у колонці I та тип зв’язку у колонці II.
| Я | II |
|---|---|
| (А) Між атомами Na | 1. одинарний ковалентний зв’язок |
| (B) Між атомами Cl | 2. подвійний ковалентний зв’язок |
| (C) Між атомами O | 3. Металеве з'єднання |
| (D) Між N атомами | 4. іонний зв’язок |
| (E) Між атомами Na і Cl | 5. потрійний ковалентний зв’язок |
Відповідь:
Атоми |
Типи підключення |
Представництво |
(А) Між атомами Na |
Металеве з'єднання. Атоми цього металу пов'язані між собою за допомогою металевих зв'язків, і взаємодія між позитивними та негативними зарядами підвищує стабільність множини. |
 |
(B) Між атомами Cl |
Одинарний ковалентний зв’язок. Поділ електронів і утворення одинарного зв’язку відбуваються тому, що існує лише одна пара зв’язуючих електронів. |
 |
(C) Між атомами O |
Подвійний ковалентний зв’язок. Є дві пари зв’язуючих електронів. |
 |
(D) Між N атомами |
Потрійний ковалентний зв’язок. Існує три пари зв’язуючих електронів. |
 |
(E) Між атомами Na і Cl |
Іонний зв’язок. Встановлюється між позитивними іонами (катіони) та негативними іонами (аніонами) за допомогою переносу електронів. |
 |
питання 3
Метан, аміак, вода та фтористий водень - це молекулярні речовини, структури Льюїса представлені в наступній таблиці.
| Метан, СН4 | Аміак, NH3 | Вода, H2О | фтористий водень, HF |
|---|---|---|---|
 |
 |
 |
 |
Позначає тип зв’язку, встановленого між атомами, що складають ці молекули.
Правильна відповідь: простий ковалентний зв’язок.
Переглядаючи періодичну систему, ми бачимо, що елементи речовин не є металами.
Тип зв’язку, який ці елементи утворюють між собою, - це ковалентний зв’язок, оскільки вони діляться електронами.
Атоми вуглецю, азоту, кисню та фтору складають вісім електронів у валентній оболонці через кількість зв’язків, які вони утворюють. Потім вони підкоряються правилу октету.
Натомість водень бере участь в утворенні молекулярних речовин, ділячись парою електронів, встановлюючи прості ковалентні зв’язки.
Дивіться теж: Хімічні зв’язки
питання вступного іспиту
Питання про хімічні зв’язки багато з’являються на вступних іспитах до коледжів. Подивіться нижче, як можна підійти до теми.
питання 1
(UEMG) Властивості, виявлені певним матеріалом, можна пояснити типом хімічного зв’язку, що присутній між його утворюючими одиницями. У лабораторному аналізі хімік визначив такі властивості певного матеріалу:
- Висока температура плавлення і кипіння
- Хороша електропровідність у водному розчині
- Поганий провідник твердотільної електрики
З властивостей, які відображає цей матеріал, позначте альтернативу, яка вказує на переважний тип з'єднання в ньому:
(А) металевий
(Б) ковалентний
(C) індукований диполь
(D) іонний
Правильна альтернатива: (D) іонна.
Твердий матеріал має високі температури плавлення і кипіння, тобто йому знадобиться багато енергії, щоб перейти в рідкий або газоподібний стан.
У твердому стані матеріал є поганим провідником електрики через організацію атомів, які утворюють чітко визначену геометрію.
У контакті з водою з’являються іони, утворюючи катіони та аніони, полегшуючи проходження електричного струму.
Тип зв’язку, завдяки якому матеріал має ці властивості, - це іонний зв’язок.
питання 2
(PUC-SP) Проаналізуйте фізичні властивості в таблиці нижче:
| Зразок | Точка плавлення | Точка кипіння | Електропровідність при 25 ° C | Електропровідність при 1000 ° С |
|---|---|---|---|---|
| THE | 801 ° С | 1413 ° С | ізолюючий | провідник |
| B | 43 ° C | 182 ° С | ізолюючий | |
| Ç | 1535 ° С | 2760 ° C | провідник | провідник |
| D | 1248 ° С | 2250 ° С | ізолюючий | ізолюючий |
Відповідно до моделей хімічних зв’язків, A, B, C і D можуть бути класифіковані, відповідно, як,
(А) іонна сполука, метал, молекулярна речовина, метал.
(B) метал, іонна сполука, іонна сполука, молекулярна речовина.
(C) іонна сполука, молекулярна речовина, метал, метал.
(D) молекулярна речовина, іонна сполука, іонна сполука, метал.
(Е) іонна сполука, молекулярна речовина, метал, іонна сполука.
Правильна альтернатива: (Е) іонна сполука, молекулярна речовина, метал, іонна сполука.
Аналізуючи фізичний стан зразків, коли вони зазнають температур, представлених, ми повинні:
| Зразок | Фізичний стан при 25 ° C | Фізичний стан при 1000 ° С | Класифікація сполук |
| THE | твердий | рідина | Іонний |
| B | твердий | Молекулярна | |
| Ç | твердий | твердий | Металеві |
| D | твердий | твердий | Іонний |
Обидва сполуки A і D є ізоляторами у твердому стані (при 25 ° C), але коли зразок A переходить у рідкий стан, він стає провідним. Це характеристики іонних сполук.
Тверді іонні сполуки не забезпечують провідності через спосіб розташування атомів.
У розчині іонні сполуки перетворюються на іони і дозволяють проводити електрику.
Для металів характерно, що вони мають хорошу провідність, як зразок С.
Молекулярні сполуки є електрично нейтральними, тобто ізоляторами, як зразок B.
Дивіться теж: Металеві ланки
питання 3
(Фувест) Розглянемо елемент хлороутворюючих сполук, відповідно з воднем, вуглецем, натрієм та кальцієм. З яким із цих елементів хлор утворює ковалентні сполуки?
Відповідь:
| Елементи | Як відбувається дзвінок | формується зв’язок | |
| хлор | Гідроген |  |
Ковалентний (обмін електронами) |
| хлор | Вуглець |  |
Ковалентний (обмін електронами) |
| хлор | Натрію |  |
Іонний (перенос електрона) |
| хлор | Кальцій |  |
Іонний (перенос електрона) |
Ковалентні сполуки виникають при взаємодії атомів неметалів, неметалів з воднем або між двома атомами водню.
Отже, ковалентний зв’язок відбувається з хлором + воднем і хлором + вуглецем.
Натрій і кальцій є металами і зв’язуються з хлором через іонний зв’язок.
Запитання ворогів
Підхід Енема до цієї теми може дещо відрізнятися від того, що ми бачили до цього часу. Подивіться, як з’явилися хімічні зв’язки в тесті 2018 року, і дізнайтеся трохи більше про цей вміст.
питання 1
(Enem / 2018) Дослідження показують, що нанопристрої, засновані на атомно-мірних рухах, індуковані світло, може мати застосування в майбутніх технологіях, замінюючи мікромотори, без необхідності в компонентах механіка. Приклад індукованого світлом молекулярного руху можна побачити, згинаючи тонку кремнієву пластину,, приєднаний до азобензольного полімеру та опорному матеріалу на двох довжинах хвиль, як показано в малюнок. При застосуванні світла відбуваються оборотні реакції полімерного ланцюга, які сприяють спостережуваному руху.
ВЗЯТИ, Х. І. Нанотехнологія молекул. Нова хімія в школі, н. 21 травня 2005 р. (Адаптовано).
Феномен молекулярного руху, що сприяє падінню світла, виникає з (а)
(А) коливальний рух атомів, що призводить до укорочення та розслаблення зв’язків.
(B) ізомеризація N = N зв'язків, цис-форма полімеру є більш компактною, ніж транс.
(C) таутомеризація мономерних ланок полімеру, що призводить до отримання більш компактного з'єднання.
(D) резонанс між π-електронами азогрупи та ароматичного кільця, що вкорочує подвійні зв’язки.
(E) конформаційна варіація зв’язків N = N, що призводить до структур з різними площами поверхні.
Правильна альтернатива: (B) ізомеризація N = N зв'язків, цис-форма полімеру є більш компактною, ніж транс.
Рух у полімерному ланцюзі змушує спостерігати довший полімер зліва та коротший праворуч.
Виділивши полімерну частину, ми спостерігаємо дві речі:
- Є дві структури, пов’язані зв’язком між двома атомами (про що легенда вказує, що це азот);
- Це посилання знаходиться в різних положеннях кожного зображення.
Проводячи лінію на зображенні, в А ми спостерігаємо, що конструкції знаходяться над і під віссю, тобто протилежними сторонами. У B вони знаходяться на одному боці від проведеної лінії.
Азот забезпечує три зв'язки, щоб бути стабільним. Якщо він пов'язаний зі структурою зв'язком, то він пов'язаний з іншим азотом за допомогою ковалентного подвійного зв'язку.
Ущільнення полімеру та згинання леза відбуваються через те, що в'яжучі речовини знаходяться в різних положеннях, коли відбувається ізомерія зв'язків N = N.
Транс-ізомерія спостерігається в А (лінкери з протилежних сторін) і цис в В (лінкери в одній площині).
питання 2
(Enem / 2018) Деякі тверді матеріали складаються з атомів, які взаємодіють між собою, утворюючи зв’язки, які можуть бути ковалентними, іонними або металевими. На малюнку показано потенційну енергію зв'язування як функцію міжатомної відстані в кристалічному твердому тілі. Аналізуючи цей показник, спостерігається, що при температурі нуля кельвіна відстань рівноваги зв'язку між атомами (R0) відповідає мінімальному значенню потенційної енергії. Вище цієї температури теплова енергія, яка подається на атоми, збільшує їх кінетичну енергію та причини вони коливаються навколо середнього положення рівноваги (заповнені кола), яке для кожного різне температури. Відстань з'єднання може змінюватися по всій довжині горизонтальних ліній, ідентифікованих зі значенням температури Т1 Т4 (підвищення температури).
Переміщення, яке спостерігається на середній відстані, виявляє явище
(А) іонізація.
(B) розширення.
(C) дисоціація.
(D) розрив ковалентних зв’язків.
(E) утворення металевих зв’язків.
Правильна альтернатива: (B) розширення.
Атоми мають позитивні та негативні заряди. Зв’язки утворюються, коли вони досягають мінімальної енергії, врівноважуючи сили (відштовхування та притягання) між атомами.
З цього ми розуміємо, що: для виникнення хімічного зв’язку існує ідеальна відстань між атомами, щоб вони були стабільними.
Наведена графіка показує нам, що:
- Відстань між двома атомами (міжатомними) зменшується до досягнення мінімальної енергії.
- Енергія може збільшуватися, коли атоми стають настільки близькими, що позитивні заряди в їх ядрах наближаються, починають відштовхувати один одного і, отже, збільшують енергію.
- При температурі T0 нуля Кельвіна - це мінімальне значення потенційної енергії.
- Відбувається підвищення температури Т1 до Т4 а подана енергія змушує атоми коливатися навколо положення рівноваги (заповнені кола).
- Коливання відбувається між кривою та повним колом, що відповідає кожній температурі.
Коли температура вимірює ступінь збудження молекул, чим вища температура, тим більше коливається атом і збільшується зайнятий ним простір.
Найвища температура (Т4) вказує на те, що там буде більше місця, зайнятого цією групою атомів, і, отже, матеріал розширюється.
питання 3
(Enem / 2019) Оскільки вони мають повний валентний шар, високу енергію іонізації та електронну спорідненість практично нульовим, довгий час вважалося, що благородні гази не утворюватимуть сполук хімікалії. Однак у 1962 р. Реакція між ксеноном (валентний шар 5s²5p⁶) та гексафторидом платини була успішно проведена, і з тих пір було синтезовано нові сполуки благородних газів.
Такі сполуки демонструють, що не можна некритично прийняти правило октету, в якому вважається, що, в хімічному зв’язку атоми, як правило, набувають стійкості, припускаючи електронну конфігурацію газу благородний. Серед відомих сполук одним з найбільш стабільних є дифторид ксенону, в якому два атоми галогену фтор (валентний шар 2s²2p⁵) ковалентно зв’язується з атомом благородного газу, щоб мати вісім електронів валентність.
Коли пишеться формула Льюїса для згаданої вище сполуки ксенону, скільки електронів у валентній оболонці є в атомі благородного газу?
(А) 6
(Б) 8
(C) 10
(D) 12
Правильна альтернатива: в) 10.
Фтор - це елемент, який входить до групи 17 Періодичної системи. Отже, в його зовнішній електронній оболонці 7 електронів (2s2 2p5). Щоб набути стійкості, згідно з правилом октету, атому цього елемента потрібен один електрон, щоб таким чином мати 8 електронів у валентній оболонці та прийняти електронну конфігурацію благородного газу.
Ксенон, навпаки, є благородним газом, і, отже, він вже має 8 електронів в останньому шарі (5 с2 5р6).
Зверніть увагу, що назва сполуки - дифторид ксенону, тобто сполука складається з двох атомів фтору та одного атома ксенону, XeF2.
Як сказано в заяві, хімічний зв’язок між атомами має ковалентний тип, тобто відбувається обмін електронами.
Ми розподіляємо електрони навколо кожного атома (7 навколо фтору і 8 навколо ксенону) що при зв’язку з двома атомами фтору атом ксенону має 10 електронів у оболонці фтору. валентність.
Дивіться теж:
- правило октету
- Вправи з електронного розповсюдження
- Вправи на вуглеводні
