Тема: "Природа хімічого зв'язку. Умови виникнення хімічного зв'язку".

Ціль: ознайомиться із причинами виникнення зімічного зв'язку між атомами; механізмом утворення звязків.

Подивися відеоуроки, вивчи теорію.

Відео Тетяни Черепня, https://www.youtube.com/watch?v=o2Ae4N2agz4

Поняття електронегативності елементів

Усі відомі хімічні елементи можна розділити на металічні і неметалічні.

Металічні елементи — атоми яких здатні віддавати електрони.

Неметалічні елементи — атоми яких можуть приймати електрони.

При взаємодії металічного елемента з неметалічним атом першого втрачає електрони, а атом другого їх приймає.

Що відбувається, якщо взаємодіють атоми двох неметалічних елементів?

Порівняємо атоми Сульфуру і Оксигену:

O8+8 )2e)6e

S16+16 )2e)8e)6e

Радіус атома Сульфуру є більшим, валентні електрони слабше пов'язані з ядром. При утворенні зв'язку відбудеться зсув електронів від Сульфуру до Оксигену.

Порівняємо атоми Карбону і Оксигену:

O8 +8 )2e)6e C6 +6 )2e)4e

Заряд ядра атома Оксигену більше і притягувати до себе електрони він буде сильніше.

Отже, атоми різних неметалічних елементів притягують до себе електрони неоднаково.

Здатність атомів елементів відтягувати до себе спільні електронні пари в хімічних сполуках, називається електронегативністю (ЕН).

Оскільки загальні електронні пари утворюються валентними електронами, то можна сказати, що електронегативність — це здатність атома притягувати до себе валентні електрони від інших атомів.

Зверни увагу!

Чим більша електронегативність, тим сильніше у елемента виражені неметалічні властивості.

Шкала відносної електронегативності Полінга

Абсолютні значення ЕН — незручні для роботи числа. Тому, зазвичай, використовують відносну електронегативність за шкалою Полінга. За одиницю в ній прийнята ЕН Літію.

За шкалою Полінга найбільш електронегативним серед елементів, здатних утворювати сполуки, є Флуор, а найменш електронегативним — Францій. ЕН Францію дорівнює 0,7, а ЕН Флуору — 4. ЕН інших елементів змінюються в межах від 0,7до 4.

Як правило, неметалічні елементи мають ЕН більше двох. У металічних значення ЕН менше двох. Деякі елементи (B,Si,Ge,As,Te) зі значеннями електронегативності, близькими до 2, здатні виявляти проміжні властивості.

Елементи з високою і низькою електронегативністю вважаються активними. З високою — активні неметалічні елементи, з низькою — активні металічні елементи. У перших ЕН близька до

3— 4, у других — до 1.

Зміна електронегативності у Періодичній системі

Зі збільшенням порядкового номера елементів ЕН змінюється періодично.

У періоді вона зростає зліва направо при накопиченні електронів на зовнішньому шарі.

У групі вона знижується згори донизу при збільшенні числа електронних шарів і збільшенні атомних радіусів.

Найбільшу ЕН у кожному періоді мають найменші атоми, які мають сім зовнішніх електронів — атоми галогенів (інертні гази сполук не утворюють).

Найменшу ЕН у періоді має найбільший атом з одним зовнішнім електроном — атом лужного елемента.

Зверни увагу!

Значення електронегативності елементів дозволяють визначити

— заряди атомів у сполуці;

— зміщення електронів при утворенні хімічного зв'язку.

При порівнянні ЕН елементів часто використовують ряд електронегативності, розташувавши елементи в порядку зменшення її значення:

F O N Cl Br S C P H Si Mg Li Na

У хімічних формулах сполук, як правило, на першому місці записується елемент з меншою електронегативністю, після нього — елемент з більшою електронегативністю.

Наприклад, у сполуках

SO2, H2O, N2O5

— Оксиген проявляє негативну електронегативність, інший елемент — позитивну електронегативність.

Причини утворення і природа хімічного зв'язку

Атоми більшості хімічних елементів не можуть існувати поодинці.

Виняток становлять інертні елементи, які мають завершені зовнішні рівні:

He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn,Uuo.

Молекули цих елементів є одноатомними.

Атоми всіх інших елементів зв'язуються між собою і утворюють різні прості та складні речовини, число атомів в яких може змінюватися від двох до декількох тисяч. Атоми утримуються разом завдяки наявності хімічного зв'язку.

Хімічний зв'язок — це взаємодія, яка об'єднує атоми у складніші системи — молекули або кристали.

Причини утворення хімічного зв'язку:

1. Нестійкість атомів з незавершеним зовнішнім рівнем і прагнення до його заповнення.

2. Прагнення до мінімуму енергії.

За сучасними даними хімічний зв'язок визначається взаємодією позитивно заряджених ядер і негативно заряджених електронів.

Сили відштовхування врівноважуються силами притягування і атоми утримуються разом. Таким чином виникає хімічний зв'язок.

Енергія створеної системи (молекули, кристала) нижче суми енергій вихідних атомів.

При утворенні хімічного зв'язку енергія завжди виділяється.

При утворенні зв'язку відбувається заповнення зовнішніх енергетичних рівнів. Атоми набувають електронну будову найближчого інертного елемента.

Для цього атоми неметалічних елементів приєднують електрони, щоб на зовнішньому рівні стало два (у Гідрогену) або вісім електронів (у всіх інших елементів).

Приклад:

В атомі Сульфуру на зовнішньому шарі розташовані шість електронів: S162е, 8е, 6е. До стабільного стану йому необхідно прийняти два електрони. Отже, отримується будова інертного елемента Аргону 2е, 8е, 8е.

В атомі Карбону на зовнішньому шарі розташовані чотири електроні C62е, 4е.До стабільного стану йому необхідно прийняти чотири електрони. Отримується будова інертного елемента Неону 2е, 8е.

Зверни увагу!

Атоми металічних елементів віддають свої зовнішні електрони. При цьому зовнішнім стає заповнений рівень перед зовнішнім.

Приклад:

В атомі Літію на зовнішньому шарі міститься один електрон:

Li3 2е,1е.

До стабільного стану йому необхідно позбутися одного електрона.

Отримується будова інертного елемента Гелію 2е.

В атомі Кальцію на зовнішньому шарі містяться два електрони:

Ca20 2е,8е,8е,2е До стабільного стану йому необхідно віддати два електрони.Отримується будова інертного елемента Аргону 2е,8е,8е.

Утворення зв'язків різних типів

Для розуміння процесів виникнення хімічного зв'язку між атомами треба згадати властивості хімічних елементів:

Металічні елементи — елементи, атоми яких здатні віддавати електрони. У них низька електронегативність (ЕН).

Неметалічні елементи — елементи, атоми яких можуть приймати електрони. У них висока ЕН.

Розрізняють три види утворення хімічного зв'язку:

1. Між атомами металічних елементів.

ЕН металічних елементів є низькою, вони слабо утримують свої валентні електрони і намагаються від них позбутися. У результаті атоми втрачають електрони і перетворюються на позитивні йони. Електрони стають вільними. Утворюється металічний зв'язок.

Такий зв'язок утворюється в простих речовинах металах та їх сплавах:

Fe,Al,Cu,Zn.

2. Між атомами неметалічних та металічних елементів.

ЕН неметалічних елементів є високою. Їх атоми намагаються приєднати електрони, яких не вистачає до завершення зовнішнього шару і забирають їх від атомів металічних елементів. Атоми металічних елементів перетворюються на позитивні йони, а атоми неметалічних — на негативні. Виникає йонний зв'язок.

Йонний зв'язок утворюється у складних речовинах, що складаються з атомів металічних і неметалічних елементів:

NaCl,KI,CaO,BaBr2.

3. Між атомами неметалічних елементів.

Атоми неметалічних елементів з однаковою силою намагаються приєднати до себе електрони від іншого атома. У результаті електрони об'єднуються у спільні електронні пари, утворюючи ковалентний зв'язок.

Такий вид зв'язку існує в простих речовинах неметалічних елементів та їх сполуках:

H2,O2,HCl,H2O.

Приклад:

1. Визначимо тип хімічного зв'язку у метані CH4.

Метан — складна речовина, складається з атомів двох неметалічних елементів. Отже, зв'язок у ньому ковалентний.

2. Визначимо тип хімічного зв'язку у натрій оксиді Na2O.

Це складна речовина, що складається з атомів металічного і неметалічного елемента. Отже, зв'язок у ньому йонний.

3. Визначимо тип хімічного зв'язку у алмазі C.

Алмаз — проста речовина, утворена атомами неметалічного елемента. Отже, зв'язок — ковалентний.

За матеріалами сайту "Мій клас".

Тренування:

виконай вправи LearningApps.org

Домашнє завдання:

1.Опрацюй параграф підручника.

2.Виконай завдання після праграфа.