Сохраняйте любой текст из конспекта или записывайте собственные мысли и выводы прямо здесь.
Сохранить
  • Типы химической связи: ковалентная полярная и ковалентная неполярная химические связи. Ионная связь

    Другие уроки

Для просмотра требуется обновить проигрыватель Adobe Flash

Загрузить последнюю версию
Информация об уроке Комментарии    
Дата съемки: 2011 г.
Урок ведет Голышев Антон Александрович
Оценить
Комментарии 2 комментария
Юля Семцова был 16 октября
Все прекрасно объяснил!
16.10.2012
Развернуть
MELISA был 13 сентября
красивый парень
13.09.2012
Развернуть

На уроке будут рассмотрены ковалентная полярная, ковалентная неполярная, ионная связь, механизмы образования ковалентной связи, валентность и степень окисления.

Тема: Типы химической связи

Урок: Типы химической связи: ковалентная полярная и ковалентная неполярная химические связи. Ионная связь

1. Ковалентная связь

Электроны в атомах располагаются на энергетических уровнях. Полностью заполненным энергетическим уровнем обладают электроны VIII-А группы – благородные или инертные газы. Учитывая химическую пассивность инертных газов и строение атомов соответствующих элементов, приходим к такому выводу: внешняя 8-электронаая оболочка является для атома выгодной и устойчивой. Её часто называют электронным октетом. Поскольку электронная конфигурация благородного газа очень устойчива (ns2np6), то достичь её стремятся атомы других элементов. Сделать это они могут, отдав электроны, приняв или обобществив свои электроны с электронами других атомов. Когда атомы обобществляют свои электроны, образуется связь, называемая ковалентной.

Ковалентная связь.

Ковалентная связь – это связь между атомами за счет образования общих электронных пар.

Для наглядной демонстрации того, как образуется ковалентная связь, используются электронные формулы. В них каждый атом обозначается буквенным символов соответствующего элемента, а его валентные электроны – точками вокруг этого символа. Например, электронные формулы кислорода и азота выглядят так                                             

При образовании связи, каждый атом отдает в общее пользование по одному электрону. При этом образующаяся пара электронов начинает принадлежать одновременно двум атомам. Такая ситуация наблюдается у водорода и галогенов. См. рис. 1.

Рис. 1 

Для краткости общую электронную пару обозначают в виде линии, связывающей оба атома: Н_Н. Если для образования электронной конфигурации инертного газа требуется не один электрон, а больше, он может обобществлять несколько электронов, образуя несколько электронных пар.

В случае атома азота таких электронных пар будет три. Рис. 2.

Рис. 2

Соответственно, вводится понятие кратности ковалентной связи.

Она определяется количеством общих электронных пар. Соответственно, выделяют одинарную, двойную и тройную ковалентную связь. Например, в молекуле хлора – одна одинарная связь, в молекуле кислорода – двойная связь, в молекуле азота – тройная связь. В молекуле метана – 4 одинарных ковалентных связи.

Каждый атом с разной силой держит свои электроны. Количественной мерой способности атома перетягивать на себя электроны является электроотрицательность. Существует несколько шкал электроотрицательности, но чаще всего применяется шкала Л.К. Полинга. Рис. 3.

Рис. 3

Л.К. Полинг – один из известнейших ученых XX века. Он один из немногих дважды нобелевских лауреатов. В 1954 году ему была вручена Нобелевская премия по химии с формулировкой  «За изучение природы химической связи и его применение к структуре сложных молекул».

Ковалентная неполярная связь образована одинаковыми атомами. См. рис. 1, 2. Например, это вещества Н2, О2, N2, Вr2 и другие.

Ковалентная полярная связь образована атомами с разной электроотрицательностью. Общая электронная пара частично смещается к более электроотрицательному атому. На нём возникает частично отрицательный заряд, а на рядом стоящем атоме – частично положительный заряд. (Обозначается греческой буквой дельта δ). Такой тип связи в молекулах НСl, Н2S, NH3 и др.

2. Ионная связь

Ионная  связьэто связь между атомами, резко отличающимися по электроотрицательности: у одного она очень высокая, у другого – низкая. В этом случае, атом с меньшей электроотрицательностью полностью отдает свои валентные электроны атому с большей электроотрицательностью. Ионная связь образуется между металлами и неметаллами. Рис. 4.

Рис. 4

Такой тип связи в NaCl, CsBr, NH4Cl и др. При образовании ионной связи образуются заряженные частицы – ионы.

Катионы – положительно заряженные ионы.

Анионы – отрицательно заряженные ионы.

По составу выделяют простые и сложные ионы:

ИОНЫ

Простые  К+, Сl-. H+,Na+

Сложные ионы SO42-,OH-, NO3-NH4+

Табл. 1

В случае многозарядного иона, их заряд записывается так: сначала число, затем знак (2- , но не -2).

Электронная конфигурация для простых ионов.

Нужно найти количество электронов в ионе и распределить по электронным орбиталям. Например, для иона К+ один электрон был удален. Осталось 18 электронов, которые распределяются таким образом: 1s22s22p63s23p6. Такая же конфигурация у Ca2+ , Сl- . Такую же конфигурацию имеет атом элемента №18. Это аргон Ar. Т. е. все атомы стремятся получить электронную конфигурацию инертного газа. Рис. 5.

Рис. 5

3. Механизм образования ковалентной связи

Различают обменный и донорно-акцепторный механизмы образования ковалентной связи.

Обменным называется механизм, при котором каждый атом дает на образование ковалентной связи по одному электрону.

Если один атом предоставляет электронную пару, а второй – орбиталь, то первый атом называют донором, а второй – акцептором и связь, образованная таким образом, – донорно-акцепторная. Так образуется катион аммония NH4+и органических аминов. Табл. 2.

обменный  механизм

донорно-акцепторный механизм

Табл. 2

Валентность

Число ковалентных связей, которые может образовать данный атом, называется его валентностью. Валентность определяется числом валентных электронов, количеством вакантных орбиталей валентного слоя.

Рассмотрим валентные возможности серы. Электронная конфигурация атома – 1s22s22p63s23p4. В обычном, стационарном состоянии сера имеет 2 неспаренных электрона. Следовательно, она может проявлять валентность 2 (Н2S).На третьем энергетическом уровне у атома серы есть свободная d-орбиталь, поэтому может происходить возбуждение электронов и их переход с р-орбитали на d-орбиталь. Теперь неспаренных электронов 4, и атом серы будет проявлять валентность 4 (SO2). Аналогичным образом, при переходе электрона с s-орбитали на d-орбиталь, у серы проявляется валентность 6 (SO3). Для большинства элементов максимальная валентность совпадает с номером группы.

4. Структурные формулы

Структурные формулы отражают взаимное расположение атомов в молекуле и кратность связи между ними. Для их построения используются буквенные символы соответствующих элементов, а связь между ними обозначается штрихами. Например, структурная формула H2SO4

Максимальная валентность элемента не может быть больше номера группы, в которой он находится.

5. Валентность и степень окисления

Степень окисления

Степень окисления – это формальный заряд атома, если считать все связи в соединении ионными. Атом с большей электроотрицательностью будет принимать электроны, и его степень окисления будет отрицательной. Атом с меньшей электроотрицательностью отдаст свои электроны, и его степень окисления будет положительной. Для большинства неорганических соединений степень окисления атома равна их валентности. Для простых веществ степени окисления входящих в их состав атомов равны нулю, т. к. их электроотрицательности одинаковы. В отличие от заряда иона  значение степени окисления записывается так: сначала знак, затем число ( +2, но не 2+).

Поскольку молекула в целом – это электронейтральная частица, то сумма произведений степеней окисления атомов на число атомов данного элемента должна быть равна нулю.

Это позволяет вычислить степень окисления одного химического элемента, если известны степени окисления других элементов в данном соединении. Так, например, если требуется определить степень окисления хрома в дихромате калия K2+Cr2xO7-2, составляют следующее уравнение:

(+1).2+ х.2 + (-2).7 = 0;

2 + 2 х - 14=0;

2х = 14-2;  2 х=12;  х= +6

Следовательно, степень окисления хрома в этом соединении равна + 6: K2+Cr2+6O7-2

Иногда вычисляемые степени окисления могут оказаться дробными. Рассмотрим железную окалину: Fe3O4. Определим степень окисления атома железа: 3.х+(-2).4=0; х = - 2 2/3, поменяв знак, получим степень окисления  +2 2/3Степень окисления – это формальный заряд атома, поэтому он может быть дробным. Это происходит потому, что атомы одного и того же химического элемента, входящие в его состав, имеют разные степени окисления. Состав железной окалины: Fe+2O.Fe2+3O3. Свойства химических соединений зависят от типа химической связи в них.

Подведение итога урока

На уроке были изучены ковалентная полярная, ковалентная неполярная, ионная связи. Рассмотрены механизмы образования ковалентной связи. Введено понятие валентность и степень окисления.

 

Список литературы

1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.

2. Попель П.П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П.П. Попель, Л.С.Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2008. – 240 с.: ил.

3. А.В. Мануйлов, В.И. Родионов. Основы химии. Интернет-учебник.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Internerurok.ru (Источник).

2. Hemi.nsu.ru (Источник).

3. Chemport.ru (Источник).

4. Химик (Источник).

 

 

Домашнее задание

1. №№8, 11, 13 (с. 22) Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.

2. Сравните электронную конфигурацию атомов азота и фосфора. Какую валентность и степени окисления они могут проявлять в химических соединениях? Приведите формулы соединений этих элементов с водородом. Приведите формулы их соединений с кислородом в высшей степени окисления. Укажите тип химической связи в них.

3. Напишите электронные формулы  следующих ионов и атомов: Si+4, P+5, S-2, Cl+7 , 10Ne, 54Хe. Какие электронные конфигурации будут одинаковы?

Закрепите материал с помощью тренажёров

Проверьте знания с помощью теста

Задайте вопрос учителю, если не поняли объяснения темы во время просмотра
Екатерина Ученик был 22 февраля
Помогите пожалуйста. Как определить какой частице соответствует электронная конфигурация? Ни где не могу найти. (
01.02.2014
10.02.2014

Об электронной конфигурации атомов и ионов можно прочитать здесь: http://www.hemi.nsu.ru/ucheb126.htm 

Развернуть
Marwooda Ученик был 22 октября
Спасибо большое.Полезный,понятный урок)
22.10.2013
Развернуть
Мilana Ученик был 26 июня
я не поняла строение ковалентной связи
21.06.2013
Мilana
21.06.2013
почему не отвечаете?
Ковалентная связь образуется за счет того, что атомы объединяют свои электроны. Как известно, атомы состоят из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Общая пара электронов стягивает вместе ядра и не дает им разлететься в разные стороны. Подробнее об этом можно прочитать здесь: http://www.chemistry.ru/course/content/chapter3/section/paragraph2/theory.html Или из уроков по химии за 9 класс.
Развернуть
Юсико Ученик был 22 июня
8:34-8:44 Ошибка. На рисунке должен быть H2S.
22.05.2013
Развернуть
Юля Семцова был 16 октября
Не понятно определение ковалентной полярной связи?!
16.10.2012
Ответ InternetUrok.ru
17.10.2012
Юля, посмотрите, пожалуйста, урок по этой теме из курса 9 класса: http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/9-klass/bhimicheskaya-svyaz-elektroliticheskaya-dissociaciyab/kovalentnaya-polyarnaya-svyaz.
Развернуть
Вика Ученик был 18 июля
на схеме (8:40) должен быть изображён сероводород вместо оксида серы(IV)?
05.07.2012
Развернуть