Видове химически връзки. Химическа комуникация HCL Какво химическа комуникация

169338 0

Всеки атом има няколко електрона.

При влизане в химични реакции, атомите се дават, придобиват или комуникират електрони, достигайки най-стабилната електронна конфигурация. Най-стабилната е конфигурацията с най-ниската енергия (както в атомите на благородните газове). Този модел се нарича "одетни правила" (фиг. 1).

Фиг. един.

Това правило се отнася за всички видове връзки. Електронните връзки между атомите им позволяват да образуват стабилни структури, от най-простите кристали до сложни образуващи биомолекули, в крайна сметка живи системи. Те се различават от кристалите с непрекъснат метаболизъм. В този случай много химични реакции продължават по механизми електронен трансферкоито играят решаваща роля в енергийните процеси в тялото.

Химичната връзка е сила, която държи два или повече атома, йони, молекули или всяка комбинация.

Естеството на химическата връзка е универсално: това е електростатична сила на привличане между отрицателно заредени електрони и положително заредени ядра, определяна от конфигурацията на електроните на външната обвивка на атомите. Нарича се способността на атом да образува химични връзки valence., или степен на окисление. С валентност, свързана с концепцията за valence Electons. - Електрони, образуващи химически връзки, разположени в най-високо енергията орбитал. Съответно, външната обвивка на атома, съдържаща тези орбита, се нарича ножницата на Валентин. Понастоящем не е достатъчно да се посочи наличието на химична връзка и е необходимо да се изясни нейният тип: йонна, ковалентна, дипол-дипол, метална.

Първи тип комуникация -йонийски комуникация

В съответствие с електронната теория на Vewis и Valency's Valence, атомите могат да постигнат стабилна електронна конфигурация по два начина: първо, губещи електрони, превръщайки се в катиони, второ, като ги придобият, превръщайки се аниони. В резултат на електронния трансфер, благодарение на електростатичната сила на привличането между йони със заряди от противоположния знак, химична връзка, наречена Cossel " електротелентен- (сега се нарича йонийски).

В този случай аните и катидите образуват стабилна електронна конфигурация с попълнена външна електронна обвивка. Типични йонни облигации са оформени от катиони T и II групи периодична система и аниони на неметални елементи VI и VII групи (съответно 16 и 17 подгрупи, \\ t чалкогенови халоген). Комуникацията в йонни съединения е ненаситена и не е посочена, така че е запазена възможността за електростатично взаимодействие с други йони. На фиг. 2 и 3 са примери за йонни връзки, които съответстват на моделите за трансфер на електронни косоза.

Фиг. 2.

Фиг. 3. Йонна връзка в молекулата на таблицата (NaCl)

Тук е целесъобразно да се напомнят някои свойства, които обясняват поведението на веществата в природата, по-специално, смятат идеята за това киселинии басейни.

Водните разтвори на всички тези вещества са електролити. Те се променят по различни начини показатели. Механизмът на действие на показателите беше отворен от F.V. Остелад. Той показа, че индикаторите са слаби киселини или бази, чиято боядисване се разтваря в несправедливите и дисоциираните състояния.

Основите могат да неутрализират киселините. Не всички основи са разтворими във вода (например, неразтворими, някои органични съединения, които не съдържат - в групи, триетиламин N (C 2N 5) 3)Шпакловка Се наричат \u200b\u200bразтворими бази алкалис.

Водни разтвори на киселини Въвеждат характеристичните реакции:

а) с метални оксиди - с образуването на сол и вода;

b) с метали - с образуването на сол и водород;

в) с карбонати - със образуване на сол, Колерия 2 I. Н. 2 О..

Свойствата на киселини и бази описват няколко теории. В съответствие с теорията на S.A. Arrénius, киселина е вещество, което се дисоциира с образуването на йони Н. +, докато базата формира йони ТОЙ ЛИ Е -. Тази теория не взема предвид съществуването на органични основи, които нямат хидроксилни групи.

В съответствие с S. протоннатеорията на Brensted и Londy, киселина е вещество, съдържащо молекули или йони, които дават протони ( донорипротоните), а основата е вещество, състоящо се от молекули или йони, приемащи протони ( акцепторипротони). Имайте предвид, че във водни разтвори на водородни йони съществуват в хидратирана форма, т.е. под формата на хидроосковени йони H 3 O. +. Тази теория описва реакцията не само с вода и хидроксидните йони, но и се извършва в отсъствието на разтворител или с неводен разтворител.

Например, в реакцията между амоняк Нахалство 3 (слаба основа) и хлоридът в газовата фаза се образува твърд амониев хлорид и 4 частици винаги присъстват в равновесна смес от две вещества, две от които са киселини, а други - основи:

Тази равновесна смес се състои от две конюгирани двойки киселини и основи:

1) Нахалство 4 + I. Нахалство 3

2) HCL.и Кс ‑

Тук във всяка конюгатна двойка киселина и основата се различава от един протон. Всяка киселина има конюгатна основа. Слабата конюгатна основа съответства на тежка киселина и тежка конюгатна основа.

Теорията на Brensteda Lowei ви позволява да обясните уникалността на ролята на водата за препитанието на биосферата. Водата, в зависимост от веществото, взаимодействаща с нея, може да проявява свойства или киселини или основа. Например, в реакции с водни разтвори на оцетна киселина, водата е основата и с водни разтвори на амоняк - киселина.

1) Ch 3 coxy. + H 2 O. ↔ H 3 O. + + Ch 3 soo. -. Тук молекулата на оцетна киселина е от протона на водната молекула;

2) NH3. + H 2 O. ↔ NH 4. + + ТОЙ ЛИ Е -. Тук амонячната молекула приема протона от водната молекула.

По този начин, водата може да образува две конюгирани двойки:

1) H 2 O. (киселина) и ТОЙ ЛИ Е - (конюгатна база)

2) H 3 O. + (киселина) и H 2 O.(конюгатна база).

В първия случай водата се диагностицира с протон, а във втория - приема го.

Този имот се нарича амфипротоналност. Призовават се вещества, които могат да влизат в реакции по качество и киселини и основания амфотеричен. В пустиня такива вещества са общи. Например, аминокиселините са способни да образуват соли и с киселини и с основи. Следователно, пептидите лесно образуват координационни съединения с тези настоящи метални йони.

По този начин характерното свойство на йонната връзка е пълното движение на дюзите на свързващите електрони към една от ядрата. Това означава, че има област между йоните, където електронната плътност е почти нула.

Втора комуникационна вида -ковалент комуникация

Атомите могат да образуват стабилна електронна конфигурация чрез комбиниране на електрони.

Такава връзка се формира, когато двойката електрона е обобщена от един от всички Атом. В този случай общите комуникационни електрони се разпределят между атомите еднакво. Примери за ковалентна комуникация могат да бъдат извикани gomoiderny.дихоматомия молекули N. 2 , Н. 2 , Е. 2. Същият вид комуникация е на разположение в allotropics О. 2 и озон О. 3 и в полиатомичната молекула С. 8, както и Хетеронорните молекули Хлоуд NSL, въглероден двуокис Колерия 2, мета Шлака 4, етанол От 2 Н. 5 ТОЙ ЛИ Е, серен хексафлуорид SF. 6, ацетилен От 2 Н. 2. Във всички тези молекули електроните са еднакво често срещани и връзките им са наситени и насочени еднакво (фиг. 4).

За биолозите е важно при двойни и тройни връзки, ковалентните радиусови атоми се намаляват в сравнение с единичната връзка.

Фиг. четири. Ковалентна връзка в молекулата CL 2.

Йонните и ковалентните видове връзки са два ограничаващи случая на много съществуващи видове химически връзки и на практика повечето междинни облигации.

Съединенията от два елемента, разположени в противоположните краища на един или друг период на Mendeleev система, за предпочитане образуват йонни връзки. Тъй като цените на елементите в периода, йонният характер на техните съединения е намален и ковалент - увеличава. Например, халогениди и оксиди на елементи от лявата част на периодичната таблица са предимно йонични връзки ( NaCl, AGBR, BASO 4, CACO 3, KNO 3, CAO, NAOH) и същите връзки на елементите на дясната част на таблицата - ковалент ( Н20, СО2, NH3, No 2, CH4, фенол C 6 H 5 OH, глюкоза C6H 12O6, етанол От 2N 5 той).

Ковалентна връзка, от своя страна, има друга модификация.

В политомични йони и в сложни биологични молекули, и двата електрона могат да се появят само от единатом. Нарича се донорелектронна двойка. Атом, съвместим с донор на тази двойка електрони, се нарича акцепторелектронна двойка. Такъв вид ковалентна комуникация се нарича координация (донор-акцептор, илипасив) община(Фиг. 5). Този тип комуникация е най-важен за биологията и медицината, тъй като химията на най-важните D-елементи за метаболизма е до голяма степен описана от координационни облигации.

НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР. пет.

Като правило, в комплексното съединение, метал атом действа като акцептор на електронна двойка; Напротив, с йонни и ковалентни връзки, метален атом е донор на електрон.

Същността на ковалентната връзка и нейните разновидности - координационни комуникации - могат да бъдат изяснени с помощта на друга теория на киселини и основанията, предложени от GG. Луис. Той донякъде разшири семантичната концепция на термините "киселина" и "база" върху теорията на Brenstead-Lowry. Теорията на Люис обяснява естеството на формирането на сложни йони и участието на вещества в реакциите на нуклеофилното заместване, т.е. в образуването на ченгето.

Според Lewis, киселата е вещество, способно да образува ковалентна връзка чрез приемане на електронна двойка от основата. Базата LEWIS се нарича вещество със средна свободна електронна двойка, която чрез завъртане на електроните образува ковалентна връзка с лужизинова киселина.

Това означава, че теорията на Луис разширява кръга от киселинно-основни реакции и върху реакцията, в която изобщо не участват протони. Освен това, самата протон, според тази теория, е също кисела, тъй като тя може да приеме електронна двойка.

Следователно, според тази теория, катиони са леваasени киселини, а аните са бази на Луис. Пример за това е следните реакции:

Отбелязва се над това, че подразделението на вещества до йонни и ковалентни относителни, тъй като не се появява пълният преход на електрона върху металните атоми към акцепторните атоми в ковалентни молекули. В съединения с йонна връзка, всеки йон се намира в електрическото поле на йони от противоположния знак, така че те са взаимно поляризирани и техните черупки се деформират.

Поляригусимостопределена от електронната структура, зареждане и размери на йона; Анионите са по-високи от тези на катиците. Най-голямата поляризимост между катидите - катиони на по-голяма такса и по-малък, например, Hg2 +, CD 2+, PB2+, AL 3+, TL 3+. Силно поляризиращо действие притежава Н. +. Тъй като влиянието на поляризацията на йони е двустранно, то значително променя свойствата на образуваните от тях съединения.

Трето съобщение тип -дипол-дипол. комуникация

В допълнение към изброените видове комуникация, диполе-диполът се отличава междумолекуленнаречени и взаимодействия vantherval Masses. .

Силата на тези взаимодействия зависи от естеството на молекулите.

Смесете взаимодействията от три вида: постоянен дипол - постоянен дипол ( дипол-дипол. атракция); Постоянен дипол, индуциран дипол ( индукция атракция); Instant Dipole - индуциран дипол ( дисперсия атракция или лондонски сили; Фиг. 6).

Фиг. 6.

Типоле-диполен момент притежава само молекули с полярни ковалентни връзки ( НС1, NH3, S02, H20, C6H5C1и комуникационната сила е 1-2 дебюта(1D \u003d 3.338 × 10 -30 висулка метър - Cl × m).

В биохимията се отличава още един вид комуникация - водород комуникация, която е екстремен случай дипол-дипол. атракция. Тази връзка се образува чрез привличане между водородния атом и електроналния атом на малък размер, най-често - кислород, флуор, азот. При големи атоми с подобна електричество (например с хлор и сив), водородната връзка е значително по-слаба. Водородният атом се характеризира с една съществена характеристика: когато се отличава с свързващите електрони, ядрото му - протонът е свален и престава да се прилага от електрони.

Затова атомът се превръща в основен дипол.

Водородната връзка, за разлика от Vanderwals, се образува не само за междумолекулни взаимодействия, но и в една молекула - интрамолекуларенводородна връзка. Водородните облигации играят важна роля в биохимия, например, за стабилизиране на структурата на протеините под формата на A-спирала, или за образуване на двойна ДНК спирала (Фиг. 7).

Фиг.7.

Водородните и вандервалните облигации са много по-слаби от йонната, ковалентна и координация. Енергията на интермолекулните връзки е посочена в таблица. един.

Маса 1. Енергия на междумолекулната сила

Забележка: Степента на междумолекулни взаимодействия отразяват индикаторите на енталпия на топене и изпаряване (кипене). Ионни съединения са необходими за отделяне на йони много повече енергия, отколкото за разделяне на молекулите. Енталпилните йонни съединения са значително по-високи от молекулните съединения.

Четвърти тип комуникация -метална комуникация.

И накрая, има и друг вид междумолекулни връзки - метален: Комуникация на положителни метални решетки йони с свободни електрони. В биологични обекти този вид комуникация не е намерен.

От кратък преглед на видовете облигации се намира едно парче: важен параметър на атом или метален йон - донор на електроните, както и атом - акцептор на електрона е негов размерът.

Без да навлизаме в подробности, отбелязваме, че ковалентните радиуси на атомите, йонните радиуси на метали и вандервали радиуси на взаимодействащи молекули се увеличават, тъй като увеличават техния последователност в периодичните групи. В същото време стойностите на радийните йони са най-малкият, а радиусът на Vantherwalvas - най-големият. Като правило, когато се движите надолу по групата, радиусите на всички елементи се увеличават, както ковалентни, така и вандервали.

Най-голямата стойност за биолозите и лекарите имат координация(донор-акцептор) Комуникации, разгледани чрез координационна химия.

Медицински биона. GK. Барашков

Номер 1

От предложения списък изберете две съединения, в които присъства йонна химическа връзка.

• 1. CA (CLO 2) 2
• 2. HCLO 3.
• 3. NH 4 Cl
• 4. HCLO 4.
• 5. CL 2 O 7

Отговор: 13.

Възможно е да се определи наличието на йонна вида комуникация в съединението в огромното мнозинство от случаите, възможно е съставът на неговите структурни единици едновременно с атомите на типичния метал и неметалните атоми.

На тази основа установяваме, че йонната комуникация се предлага в съединение на номер 1 - СА (CLO 2) 2, защото В неговата формула можете да видите атоми на типичен калциев метален и неметалулов атоми - кислород и хлор.

Обаче, повече съединения, съдържащи по едно и също време атоми от метал и неземала, в посочения елемент от списъка.

Сред съединенията, посочени в задача, има амониев хлорид, в него се осъществява йонна връзка между амониева катион на NH4 + и Cl хлорид-йон.

Номер 2.

От предложения списък, изберете две съединения, в които типът на химичната връзка е същият като в флуоралната молекула.

1) кислород

2) азотен оксид (II)

3) Бромомопол.

4) натриев йодид

Запишете броя на избраните връзки в полето за отговор.

Отговор: 15.

Флуор (F 2) молекулата се състои от два атома от един химичен елемент на неметал, така че химичната връзка в тази молекула е ковалентен, не-полярен.

Неполярната комуникация може да бъде реализирана само между атомите на същия химически елемент на неметал.

От предложените варианти ковалентният неполярен тип комуникация има само кислород и диамант. Кислородната молекула е диоксид, състои се от атоми на един химичен елемент на неметал. Диамантът има атомна структура и в структурата си всеки въглероден атом, който е неметален, е свързан с 4 други въглеродни атома.

Азотният оксид (II) е вещество, състоящо се от молекули, образувани от атоми от два различни неметала. Тъй като електрическатагуст на различни атома винаги е различна, общата електронна двойка в молекулата се измества в по-електрифициращ елемент, в този случай на кислород. По този начин връзката в нито една молекула е ковалентна полярна.

Бромомопът също се състои от диатомни молекули, състоящи се от водородни и бромни атоми. Общата електронна двойка, която образува H-Br връзката, се измества в по-електрифициран бромен атом. Химичната връзка в HBR молекулата също е ковалентен полярен.

Натриев йодид е йонна структура, образувана от метална катион и анионен йон. Комуникацията в молекулата на NAI се формира от прехода на електрон от 3 с.- натриевите атоми (натриев атом се превръща в катион) на паднал 5 пс.-Орбитален атом на йод (атомът на йод се превръща в анион). Такава химическа връзка се нарича йон.

Номер 3.

От предложения списък изберете две вещества между молекулите, от които се образуват водородни връзки.

• 1. C2H6
• 2. C 2 H 5OH
• 3. H 2 O
• 4. CH 3 OCH 3
• 5. CH3 COCH 3

Запишете броя на избраните връзки в полето за отговор.

Отговор: 23.

Обяснение:

В веществата на молекулната структура се извършват водородни облигации, в които са налични H-OH - N, H-F ковалетни връзки. Тези. Ковалентни връзки на водородния атом с атоми от три химически елемента с най-високата електрическа материя.

Така, очевидно, водородните връзки са между молекули:

2) алкохол

3) Фенолов

4) карбоксилни киселини

5) Амоняк

6) първични и вторични амини

7) пластмасова киселина

Номер 4.

От предложения списък изберете две съединения с йонна химическа връзка.

• 1. PCL 3.
• 2. CO 2.
• 3. NaCl.
• 4. H 2 S
• 5. MGO.

Запишете броя на избраните връзки в полето за отговор.

Отговор: 35.

Обяснение:

Възможно е да се сключи за наличието на йонни тип комуникация в съединението в огромното мнозинство от случаите, възможно е съставът на структурните звена на веществото едновременно с атомите на типичния метал и неметал атомите са включени.

На тази основа установяваме, че йонната връзка е налична във връзка на номер 3 (NaCl) и 5 \u200b\u200b(MgO).

Забележка*

В допълнение към горната характеристика, наличието на йонни връзки в съединението може да се каже, ако съставът на неговата структурна единица съдържа амониев катион (NH4 +) или неговите органични аналози - алкиламониеви катиони RNH3 +, диалкиламония R2 NH2 + , триалкиламониев R3 NH + или тетралпламониев R4N +, където R е някакъв въглеводороден радикал. Например, йонният тип комуникация се осъществява в съединение (СНз) 4 NCL между катион (СНз) 4 + и С1 хлорид-йон.

Номер 5.

От предложения списък изберете две вещества със същия тип структура.

4) солена сол

Запишете броя на избраните връзки в полето за отговор.

Отговор: 23.

Номер 8.

От предложения списък изберете две вещества от не-еластичната структура.

2) кислород

3) Бял фосфор

5) силиций

Запишете броя на избраните връзки в полето за отговор.

Отговор: 45.

Номер 11.

От предложения списък изберете две вещества в молекулите, от които има двойна връзка между въглеродните и кислородните атоми.

3) Формалдехид

4) оцетна киселина

5) глицерин

Запишете броя на избраните връзки в полето за отговор.

Отговор: 34.

Номер 14.

От предложения списък изберете две вещества с йонна връзка.

1) кислород

3) въглероден оксид (IV)

4) натриев хлорид

5) калциев оксид

Запишете броя на избраните връзки в полето за отговор.

Отговор: 45.

Номер 15.

От предложения списък изберете две вещества със същия тип кристална решетка като диаманта.

1) SiO 2 силициев диоксид

2) натриев оксид Na2O

3) Conmarket Gas Co

4) Бял фосфор Р 4

5) силиций si

Запишете броя на избраните връзки в полето за отговор.

Отговор: 15.

Номер 20.

От предложения списък изберете две вещества, в които има една тройна молекули.

• 1. HCOOH.
• 2. HCOH.
• 3. C2H 4
• 4. N 2.
• 5. C2H2

Запишете броя на избраните връзки в полето за отговор.

Отговор: 45.

Обяснение:

За да намерите правилния отговор, рисувайте структурните формули на връзките от представения списък:

Така виждаме, че тройната връзка се предлага в молекули азот и ацетилен. Тези. Правилни отговори 45.

Номер 27.

От предложения списък изберете две вещества в молекулите, от които има ковалентна неполярна връзка.

1.Телектрическите земни метали са свързани

5) до S-елементи

6) до P-Elements

7) до D-елементи

8) до F - елементи

2. Колко електрона съдържат атоми от алкални земни метали на външното енергийно ниво

1) един 2) два 3) три 4) четири

3. При химични реакции, шоуто на алуминиевите атоми

3) Окислителни свойства 2) киселинни свойства

4) 3) Свойства за възстановяване 4) Основни свойства

4. Взаимодействие с калций с хлор се отнася до реакции

1) Разлагане 2) Съединение 3) Замяна 4) Обмен

5. Молекулното тегло на натриевия бикарбонат е равно на:

1) 84 2) 87 3) 85 4) 86

3. Какъв атом е по-тежък - желязо или силиций - и колко пъти?

4. Помислете за относителни молекулни тегла на прости вещества: водород, кислород, хлор, мед, диамант (въглерод). Спомнете си кои от тях се състоят от диатомни молекули и които са от атоми.
5. разпределят относителни молекулни тегла от следните съединения от CO2 въглероден диоксид сярна киселина H2SO4 захар C12H22O11 етилов алкохол C2H2O мрамор сакро3
6. В водороден пероксид един кислороден атом представлява един водороден атом. Определете формулата на водородната преграда, ако е задължен, че относителното му молекулно тегло е 34. Какво е масовото съотношение на водород и кислород в тази връзка?
7. Колко пъти е молекулата на въглероден диоксид по-тежката кислородна молекула?

Помогнете на спасител, задача 8 клас.