Типы химических связей

Для успешной подготовки к ЕГЭ и ГИА необходимо обязательно знать как образуется связь между атомами. Только инертные газы, такие как гелий, неон, аргон, ксенон и криптон существуют в виде атомов. Все остальные атомы стремясь завершить свой внешний энергетический уровень, образуют молекулы. Молекулы могут быть простыми или сложными, образованы из двух атомов или более. В зависимости от того, какие атомы образуют молекулу и зависит тип химической связи.

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Химическая связь - это взаимодействие двух атомов, осуществляемое путем обмена электронами. При образовании химической связи атомы стремятся приобрести устойчивую восьмиэлектронную (или двухэлектронную) внешнюю оболочку, соответствующую строению атома ближайшего инертного газа. Различают следующие виды химической связи: ковалентная (полярная и неполярная; обменная и донорно-акцепторная), ионная, водородная и металлическая

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ

Осуществляется за счет электронной пары, принадлежащей обоим атомам. Различают обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи.
1) Обменный механизм. Каждый атом дает по одному неспаренному электрону в общую электронную пару:

H• + •H H : H

2) Донорно-акцепторный механизм. Один атом (донор) предоставляет электронную пару, а другой атом (акцептор) предоставляет для этой пары свободную орбиталь;


Два атома могут обобществлять неcколько пар электронов. В этом случае говорят о кратных связях:
(или NºN) – тройная связь

Если электронная плотность расположена симметрично между атомами, ковалентная связь называется неполярной.

Если электронная плотность смещена в сторону одного из атомов, то ковалентная связь называется полярной.

Полярность связи тем больше, чем больше разность электроотрицательностей атомов.

Электроотрицательность - это способность атома притягивать электронную плотность от других атомов. Самый электроотрицательный элемент - фтор, самый электроположительный - франций.

ИОННАЯ СВЯЗЬ

Ионы - это заряженные частицы, в которые превращаются атомы в результате отдачи или присоединения электронов.

(фторид натрия состоит из ионов натрия Na+ и фторид-ионов F-)
Если разность электроотрицательностей атомов велика, то электронная пара, осуществляющая связь, переходит к одному из атомов, и оба атома превращаются в ионы.
Химическая связь между ионами, осуществляемая за счет электростатического притяжения, называется ионной связью.

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Валентные электроны металлов достаточно слабо связаны со своими ядрами и могут легко отрываться от них. Поэтому металл содержит ряд положительных ионов, расположенных в определенных положениях кристаллической решетки, и большое количество электронов, свободно перемещающихся по всему кристаллу. Электроны в металле осуществляют связь между всеми атомами металла.

ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ

Водородная связь - зто связь между положительно заряженным атомом водорода одной молекулы и отрицательно заряженным атомом другой молекулы. Водородная связь имеет частично электростатический, частично донорно-акцепторный характер.

Водородная связь изображена точками

Наличие водородных связей объясняет высокие температуры кипения воды, спиртов, карбоновых кислот.

Читать далее....

Читать далее....

задачи массовая доля элемента

Читать далее....

Готовимся к ЕГЭ и ГИА

Осталось совсем немного времени до сдачи таких важных и сложных экзаменов. В этом году сдавать химию решились только Крылова Катя и Садырев Федор. Девятиклассники оказались более смелыми - их семь человек.

Лайнус Полинг, дважды лауреат Нобелевской премии, один из самых известных и титулованных ученых сказал: - "Химия прекрасна! Мне жаль людей, которые ничего о ней не знают. Они лишают себя источника наслаждения".

Сегодня для вас, выпускники, немного об основных законах химии.Конечно, вы их помните, но никогда не мешает повторить.

Закон сохранения массы веществ
(М.В.Ломоносов, 1748 г.; А.Лавуазье, 1789 г.)



Масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.
Атомно-молекулярное учение этот закон объясняет следующим образом: в результате химических реакций атомы не исчезают и не возникают, а происходит их перегруппировка (т.е. химическое превращение- это процесс разрыва одних связей между атомами и образование других, в результате чего из молекул исходных веществ получаются молекулы продуктов реакции). Поскольку число атомов до и после реакции остается неизменным, то их общая масса также изменяться не должна. Под массой понимали величину, характеризующую количество материи.

В начале 20 века формулировка закона сохранения массы подверглась пересмотру в связи с появлением теории относительности (А.Эйнштейн, 1905 г.), согласно которой масса тела зависит от его скорости и, следовательно, характеризует не только количество материи, но и ее движение. Полученная телом энергия DE связана с увеличением его массы Dm соотношением DE = Dm • c2 , где с - скорость света. Это соотношение не используется в химических реакциях, т.к. 1 кДж энергии соответствует изменению массы на ~10-11 г и Dm практически не может быть измерено. В ядерных реакциях, где DЕ в ~106 раз больше, чем в химических реакциях, Dm следует учитывать.

Исходя из закона сохранения массы, можно составлять уравнения химических реакций и по ним производить расчеты. Он является основой количественного химического анализа.

Закон постоянства состава
Впервые сформулировал Ж.Пруст (1808 г).


Все индивидуальные химические вещества имеют постоянный качественный и количественный состав и определенное химическое строение, независимо от способа получения.
Из закона постоянства состава следует, что при образовании сложного вещества элементы соединяются друг с другом в определенных массовых соотношениях.

Пример.
CuS - сульфид меди. m(Cu) : m(S) = Ar(Cu) : Ar(S) = 64 : 32 = 2 : 1
Чтобы получить сульфид меди (CuS) необходимо смешать порошки меди и серы в массовых отношениях 2 : 1.
Если взятые количества исходных веществ не соответствуют их соотношению в химической формуле соединения, одно из них останется в избытке.

Например, если взять 3 г меди и 1 г серы, то после реакции останется 1 г меди, который не вступил в химическую реакцию. Вещества немолекулярного строения не обладают строго постоянным составом. Их состав зависит от условий получения.

Закон объемных отношений
(Гей-Люссак, 1808 г.)


"Объемы газов, вступающих в химические реакции, и объемы газов, образующихся в результате реакции, относятся между собой как небольшие целые числа".
Следствие. Стехиометрические коэффициенты в уравнениях химических реакций для молекул газообразных веществ показывают, в каких объемных отношениях реагируют или получаются газообразные вещества.
Примеры.
a) 2CO + O2 = 2CO2
При окислении двух объемов оксида углерода (II) одним объемом кислорода образуется 2 объема углекислого газа, т.е. объем исходной реакционной смеси уменьшается на 1 объем.

Закон Авогадро ди Кваренья
(1811 г.)


В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температура, давление и т.д.) содержится одинаковое число молекул.
Закон справедлив только для газообразных веществ.
Следствия.
1. Одно и то же число молекул различных газов при одинаковых условиях занимает одинаковые объемы.
2. При нормальных условиях (0°C = 273°К , 1 атм = 101,3 кПа) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН
Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА


"Свойства элементов, а потому и образуемых ими простых и сложных тел (веществ), стоят в периодической зависимости от их атомного веса".
Современная формулировка:
"свойства химических элементов (т.е. свойства и форма образуемых ими соединений) находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов химических элементов".

Читать далее....

Опережая время. Растворы и процесс растворения.

С интересным явлением растворимости веществ ученики восьмого класса познакомятся в самом начале третьей четверти.
Заглянем немного вперед и почитаем о растворах. Чем отличаются растворы от других смесей?
Отличие состоит в том, что частицы составных частей распределяются в нем равномерно, и в любом объеме такой смеси состав одинаков. Поэтому растворами называют однородные смеси, состоящие из двух и более однородных частей.


Ученые Вант-Гофф, Аррениус и Оствальд, сторонники физической теории растворов, считали, что процесс растворения является результатом диффузии.

Д.И. Менделеев и его сторонники поддерживали химическую теорию растворов и доказали, что при растворении происходит химическое взаимодействие между молекулами растворенного вещества и воды.
Поэтому точнее о растворе можно сказать так: раствор - это однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимоействия.

Как протекает процесс растворения? Рассмотрим несколько примеров.

Растворение веществ с выделением тепла.
Иногда растворение веществ сопровождается сильным нагреванием раствора. Растворим в воде гранулы твердого гидроксида натрия. При этом выделяется теплота, раствор нагревается. Нагревание происходит также при разбавлении водой концентрированных кислот, например серной.



Растворение твердых веществ.
Как растворяются твердые вещества в воде? Завернем в марлю немного перманганата калия, две ложки сахара, гашеную известь и кусочки стекла.
Перманганат калия, или марганцовка — растворяется в воде — мы это видим по интенсивному окрашиванию раствора.
Мешочек с сахаром стал пустым — сахар хорошо растворяется в воде.
Растворимость гашеной извести (гидроксида кальция) в воде ограничена, поэтому образуется осадок — частички извести проходят через марлю.
Со стеклом ничего не происходит, соединения, из которых состоит стекло — нерастворимы.



Образование и разрушение кристаллогидратов.
Кристаллогидраты – вещества, в состав которых входит кристаллизационная вода. Например, медный купорос CuSO4•5H2O пятиводный сульфат меди.
Медный купорос – голубого цвета. При нагревании большинство кристаллогидратов теряют кристаллизационную воду, превращаясь в безводные вещества. При этом часто происходит изменение цвета веществ.
Измельчим купорос и прокалим его. Медный купорос постепенно теряет воду, превращаясь в белый порошок сульфата меди.
CuSO4•5H2O = CuSO4 + 5H2O
При добавлении воды происходит обратный процесс: безводный белый сульфат меди превращается в кристаллогидрат –голубой медный купорос.
CuSO4 + 5H2O = CuSO4•5H2O
Вновь образовался кристаллогидрат пятиводный сульфат меди.


Читать далее....

"Я хочу стать химиком!"

Кто хочет химию учить,
Тот поступает мудро,
Любое чудо сотворить
Совсем тогда не трудно!

Нетрудно не только сотворить чудо, но и выучить химию. Каждый из нас способен на любые подвиги, если бы только лень не мешала.

Попробуем вместе сотворить маленькое чудо и отправимся в химическую лабораторию. Сегодня мы познакомимся с неметаллами.

Попробуйте объяснить этимологию слова "неметаллы". Это первый и самый простой вопрос.

Вам уже знакома Периодическая система химических элементов (сокращенно ПСХЭ). Вы помните, что все химические элементы в ней расположены в периодах( горизонтальные ряды) и группах (вертикальные столбцы), а также у каждого химического элемента есть свой собственный порядковый номер.

Посмотрите на таблицу и найдите в ней символ химического элемента кислород - О.

Попробуем определить в каком периоде и группе находится кислород.

Совершенно верно, это элемент II периода, VIA группы, порядковый номер - 8.



На рисунке вы видете серу, вспомните ее химический символ? посмотрите на Периодическую систему химических элементов и определите ее местоположение: период, группа. порядковый номер .

Как видите, сера ближайший родственник кислорода - они элементы одной и той же группы.

А на этих рисунках вы можете увидеть алмаз и графит, которые состоят только из атомов углерода.
Углерод относится к неметаллам.

Определите положение углерода в ПСХЭ.

Перед вами рисунки трех неметаллов - хлор, газ, желто-зеленого цвета, бром - буровата-коричневая жидкость и йод, твердое вещество - черно-фиолетового цвета с металлическим блеском.

Положение этих элементов в ПСХЭ вы сможете легко найти. Опишите их местоположение по плану (период, группа, порядковый номер). Но обязательно надо поискать в книгах или Интернете этимологию названий этих неметаллов, в них спрятан характер этих веществ.


Перед вами рисунок с фосфором, в первой склянке находится красный, а во второй - белый. Один из них ядовит, светится в темноте и легко загорается. Интересно?

Мы совершили маленькое путешествие в мир химии. Если вы ответите на вопросы, которые вам сегодня задали, то следующие путешествия будут очень интересными.

Вспомним вопросы:
1. Найти этимологию всех химических названий
2. Определить положение элементов в ПСХЭ (номер периода, группы, порядковый номер).
3. Какой фосфор, белый или красный, ядовит, светится в темноте и легко загорается.

Читать далее....