2. Граф логической структуры темы
3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
Основная литература:
Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. Вінниця: Нова книга, 2003. – С.81-98.
Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 2001. – С. 51-77, 100-107.
Дополнительная литература:
Михайличенко Н.И. Общетеоретические основы химии. К.: Высшая школа, 1979. – С. 66-87.
Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С., Кижняк А.З. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Москва: Высшая школа, 2000. – С. 179-191.
Григор`єва та ін. Загальна хімія. Підручник. К.: Вища шк., 1991. – С. 85-100.
ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Инструкция к практическому занятию.
РЕШЕНИЕ ОБУЧАЮЩИХ ЗАДАЧ:
Задача 1.
Объясните как с точки зрения метода молекулярных орбиталей (ММО) образуется молекула азота.
Эталон решения.
В молекуле азота существует 10 молекулярных орбиталей. 14 электронов займут пять связывающих и две разрыхляющих молекулярные орбитали. Оставшиеся три разрыхляющие орбитали останутся незанятыми, поскольку их энергия выше энергии всех близлежащих связывающих орбиталей. Молекула азота устойчива, так как количество связывающих орбиталей значительно превышает количество разрыхляющих. Энергия связи в молекуле N2 равна 943 кДж/моль, связи ковалентные, кратные. Кратность химической связи (к.с.) в ММО рассчитывается из соотношения:
где а – количество электронов на связывающих МО; b – количество электронов на разрыхляющих МО.
Легко подсчитать, что в молекуле азота на пяти связывающих МО распределяется 10 электронов, а на двух разрыхляющих – 4 электрона, следовательно, кратность ковалентной связи равна трем.
Распределение электронов по энергетическим уровням в молекуле N2 представлено на следующем рисунке:
MO
N2
E AO AO
N σразррх N
πразрру πразррх
2p 2p 2р
πсврz πсврх
σсврх
σразрs
2s 2s
σсвs
Задача 2.
Опишите как с точки зрения метода молекулярных орбиталей (ММО) образуется молекула кислорода. Укажите количества электронов на связывающих и разрыхляющих орбиталях.
Задача 3.
Укажите, какая из приведенных связей Cs – Cl, Ca – S, Ba – F является наиболее приближенной к ионной. Укажите степень ионности каждой связи.
Эталон решения:
Степень ионности связи определяется по разности электроотрицательностей соединяющихся атомов. Чем больше разность электротрицательностей соединяющихся атомов, тем более ионной является связь:
∆ЭОCs – Cl = 3,0 – 0,75 = 2,25;
∆ЭОCa – S = 2,5 – 1,0 = 1,5;
∆ЭОBa – F = 4,0 – 0,9 = 3,1;
Наиболее приближается к ионной связи связь Ba – F.
Задача 4.
Укажите, какая из приведенных связей Na – Cl, Ba – S, Ca – F является наиболее ионной. Укажите степень ионности каждой связи.
Задача 5.
Объясните природу водородной связи и ее влияние на свойства веществ.
Эталон решения:
Водородная связь возникает между водородом, связанным в молекуле с атомами N, O, F, и атомом второго периода, имеющим неподеленную пару электронов (это тоже атомы N, O, F).
Обычно водородная связь обозначается пунктиром или точками:
H
O H
H O
H
Для объяснения водородной связи следует рассматривать водород одной молекулы подобным протону, то есть частицей с вакантной орбиталью. Между этой вакантной орбиталью и неподеленной электронной парой атома другой молекулы возникает взаимодействие, энергия которого невелика (примерно 10 – 20 кДж/моль), но она сильно влияет на свойства веществ. К примеру, в воде не существуют свободные молекулы, а существуют фактически ассоциаты.
Водородная связь, прежде всего, отражается на температурах кипения веществ. Сравните температуры кипения гидридов элементов 6 группы:
|
Э |
|||
Гидрид H2Э |
O |
S |
Se |
Te |
Температура кипения, °С |
100 |
– 60 |
– 41 |
– 2 |
Подобным же образом изменяется температура кипения галогеноводородов: фторовород – жидкость (т.кип 19,5°C), а хлороводород – газ (т.кип - 85°C).
Хорошо видно, что температуры кипения веществ (вода, фтороводород), для которых характерна водородная связь, значительно выше в сравнении с температурами кипения веществ, молекулы которых не ассоциированы. Сходные зависимости наблюдаются для изменения температур плавления рассмотренных соединений.