- •Химическая связь. Типы взаимодействия молекул
- •Ковалентная связь
- •Метод валентных связей Основные положения мвс
- •Механизмы образования химической связи
- •Донорно-акцепторный механизм
- •Валентность
- •Гибридизация атомных орбиталей и геометрия молекул
- •Метод молекулярных орбиталей
- •Ионная связь Ионные молекулы существуют только в парах над нагретыми солями. Энергия разрыва ионной связи не определяется энергией притяжения ионов.
- •Потенциальная энергия для однозарядных ионов:
- •Поляризующее действие ионов тем больше, чем меньше радиус и чем устойчивее электронная оболочка иона. Наибольшее поляризующее действие оказывают те ионы, которые слабо поляризуются.
- •Понять механизм восприятия цвета нашими глазами может помочь "круг цветов",
- •Энергия связи
- •1649 КДж/моль. В молекуле метана имеются четыре равноценные связи с-н поэтому средняя энергия такой связи равна
- •При переходе от одинарной связи двойной и тройной (между одними и теми же атомами) энергия связи возрастает, однако связь укрепляется непропорцианально увеличению её кратности.
- •Б)что длина связи уменьшается с возрастанием порядка или кратности связи, а прочность увеличивается с уменьшением длины связи.
Понять механизм восприятия цвета нашими глазами может помочь "круг цветов",
Нередко водородная связь объединяет части одной и той же молекулы т.е. является внутримолекулярной. Это характерно для многих органических веществ.
Рис.25 Образование внутримолекулярной водородной связи
Энергия связи
Важное значение имеет энергетическая характеристика химической связи. При образовании химической связи общая энергия системы (молекулы) меньше энергии составных частей (атомов), т.е. Е(AB)<Е(А)+Е(B).
Энергия связи – это энергия, которая выделяется при образовании молекулы из атомов. Энергию связи обычно выражают в кДж/моль (или ккал/моль). Это одна из важнейших характеристик химической связи. Более устойчива та система, которая содержит меньше энергии. Известно, например, что атомы водорода стремятся объединиться в молекулу. Это означает, что система, состоящая из молекул Н2 содержит меньше энергии, чем система, состоящая из такого же числа атомов Н, но не объединенных в молекулы.
Для двухатомных молекул энергия связи равна энергии диссоциации. Для многоатомных молекул с одним типом связи средняя энергия связи равна 1/n части распада молекулы на атомы. Энергия распада метана на атомы равна
1649 КДж/моль. В молекуле метана имеются четыре равноценные связи с-н поэтому средняя энергия такой связи равна
Ес-н = 1649/4 = 412 кДж/моль. При последовательном отрыве атомов водорода меняется ядерная и электронная конфигурация системы и следовательно изменение энергии взаимодействия атомов, входящих в молекулу. Так, последовательный отрыв водорода от метана связан с затратой энергии равной соответственно 427, 368, 519 и
335 кДж/моль. Однако для любого вещества среднее арифметическое значение энергии отрыва совпадает со средней энергией связи. Ес-н = (427 + 368 + 519 +335)/4 = 412 кДж/моль.
Таблица 5 Длина и энергия разрыва связей
d пм |
E кДж/моль |
d пм |
E кДж/моль |
||
C-H |
109 |
416 |
C=O |
116 |
695 |
C-F |
138 |
485 |
O-H |
96 |
467 |
C-Cl |
176 |
327 |
O-O |
148 |
146 |
C-Br |
194 |
285 |
S-H |
135 |
347 |
C-I |
214 |
213 |
N-H |
101 |
391 |
C-C |
154 |
356 |
As-H |
152 |
247 |
C=C |
134 |
528 |
|||
C≡C |
120 |
813 |
При переходе от одинарной связи двойной и тройной (между одними и теми же атомами) энергия связи возрастает, однако связь укрепляется непропорцианально увеличению её кратности.
Таблица 5 показывает:а)закономерное изменение энергии для однотипных связей(C-F>C-Cl>C-Br>C-I),
Б)что длина связи уменьшается с возрастанием порядка или кратности связи, а прочность увеличивается с уменьшением длины связи.
Металлическая связь возникает в результате частичной делокализации валентных электронов, которые достаточно свободно движутся в решетке металлов, электростатически взаимодействуя с положительно заряженными ионами. Силы связи не локализованы и не направлены, а делокализированные электроны обусловливают высокую тепло- и электропроводность.
Химическая связь в твердых телах. Свойства твердых веществ определяются природой частиц, занимающих узлы кристаллической решетки и типом взаимодействия между ними.
Твердые аргон и метан образуют атомные и молекулярные кристаллы соответственно. Поскольку силы между атомами и молекулами в этих решетках относятся к типу слабых ван-дер-ваальсовых, такие вещества плавятся при довольно низких температурах. Большая часть веществ, которые при комнатной температуре находятся в жидком и газообразном состоянии, при низких температурах образуют молекулярные кристаллы.
Температуры плавления ионных кристаллов выше, чем атомных и молекулярных, поскольку электростатические силы, действующие между ионами, намного превышают слабые ван-дер-ваальсовы силы. Ионные соединения более твердые и хрупкие. Такие кристаллы образуются элементами с сильно различающимися электроотрицательностями (например, галогениды щелочных металлов). Ионные кристаллы, содержащие многоатомные ионы, имеют более низкие температуры плавления; так для NaCl tпл. = 801 °C, а для NaNO3 tпл = 306,5 °C.