Химическая связь и строение молекул.

Атом – мельчайшая частица химического элемента.

Молекула образуется из атомов, между которыми действуют химические силы притяжения – химическая связь свойства молекул зависят не только от их состава, но и от типа химической связи.

Химическая связь имеет электрическое происхождение, но при этом в разнообразных химических соединениях м.б различают виды внутримол-ных связей.

Ковалентная связь.

Образование мол-к (Н₂, CL₂, N_2,O₂)

В создании е^- пар принимают участие оба атома, отдавая на образование каждой пары по одному е^- .

CL + CL = CL CL CL – CL

N + N = N N N N

и две связи.

Химическая связь, образованная за счет общих е^- пар взаимодействующих атомов называется ковалентной.

В зависимости от расположения области перекрывания е^- облаков относительно оси, соединяющей ядра атомов, различают и связи.

Энергия химической связи.

Прочность связи оценивается энергией необходимой для ее разрыва. (эВ/связь электрон-вольт на связь и кДЖ/моль; ккал/моль).

Энергия связи зависит от степени взаимного перекрывания е^- облаков, а также от межъядерного расстояния и краткости связи.

Полярные и неполярные ковалентные связи.

В неполярной ковалентной связи общая е^- пара в одинаковой мере принадлежит обоим соединяющимся атомам. Неполярные – когда атомы, образующие мол-лу значениями по своей химической природе, т.е с одинаковыми значениями электроотрицательности.

Например: Н₂, CL₂, N_2, O_2, F₂, r_2, Br_2, J_2.

в полярной ковалентной связи общая е- пара смещена к более электроотрицательному из соединяющихся атомов. Смещение общей е^- пары называется поляризацией.

Н апример: Н + CL Н CL

В результате у ат. CL возникает некоторый из тыточный отрицательный заряд, который принято называть эффективным зарядом, а у ат. Н₂ – равный по величине, но противоположный по знаку эффект. положит. заряда.

Т.О. молекула Н CL является полярной. Она сохраняя свою электроотрицательность, приобретает два полюса:

(+) и (-). Такие молекулы называются диполями.

Для количественной оценки полярности связи служит электрический момент диполя молекулы, или дипольный момент:

=еl l- длина диполя

(кулон на метр или в Дебаях) е – заряд е^- (1,602*10^-19Кл)

1Д = 3,336*10^-30кл м

Дипольные моменты некоторых веществ приведены в таб –х.

однотипные молекулы:HF, HCL, HBr, HI, H₂O, H₂S, NO, CO.

Ионная связь.

Атомы большинства Ме имеют на внешнем слое один, 2 ил 3 е^-. для атомов Ме характерно способность легко отдавать е^- . Атомы не Ме во внешнем слое имеют от 4 до 7 е^- ; они обладают преимущественной способностью присоединять е^- .

Образование ионной связи возможно только при взаимодействии атомов активных Ме с ат. Активных не Ме. Типичные ионные связи образуются в молекулах галогенидов щелочных Ме.

Например: NaCL

Электронная конфигурация атома Na 1S² 2S² 2p⁶ 3S^’. Он легко отдает 3S -е^- -н, т.к имеет малую энергию ионизации и значит невысокую относительную электроотрицательность: Na -е^- = Na⁺

Электронная конфигурация ат. CL - 1S² 2S² 2p⁶ 3S² 3р⁵. до усто1чивого состояния не хватает одного е^-.

CL+е^- = CL^-

Возникает устойцчив. е^- конфигурация: 3S² 3р^6.

ионная связь осуществляется путем электростатического взаимодействия разноименно заряженных ионов.

Na⁺ + CL^- = Na⁺CL^-

Межмолекулярное взаимодействие.

Между молекулами газообразных, жидких и твердых веществ действуют силы сцепления. Эти силы называются вандерваальсовыми силами (по имени голландского ученого Вандер - Ваальса).

Вандерваальсовые силы проявляются между молекулами лишь на очень малом расстоянии, примерно 10^-7 см.

На больших расстояниях эти силы ничтожно малы. Поэтому в газах при обычном давлении нмежмол-ное взаимодействие практически отсутствует. Однако, если газы находятся под повышенным давление, силы межмол-ного взаимодействия следует учитывать.

В жидеостях расстояние между молекулами меньше, чем в газах, а поэтому вандервоальсовы силы проявляются в большей степени. В твердых телах расстояние между молекулами достигает min- ма, поэтому силы межмол-ного взаимодействия в этом агрегатном состоянии имеют наибольшее значение. Энергия межмолекулярного взаимодействия невилика и обычно в 10 – 100 раз меньше энергии химического взаимодействия.

Различают три вида межмолекулярного взаимодействия: ориентационное, индукционное и дисперсионное.

Ориентационное взаимодействие наблюдается при сближении полярных молекул, которые стремятся ориентироватся относительно дрег друга противоположно заряженными кольцамидиполей.

Индукционное взаимодействие осуществляетсямежду полярными и неполярными молекулами . под влиянием электрического поля полярной модекулы в неполярной индуцируется (наводятся) временный дипольный момент. Между постоянным диполем одной мол-лы и на веденнымдиполем другой возникает меж-молекулярная связь.