Методические указания

для студентов 1 курса, специальность 1-31 01 01 Биология (научно-педагогическая деятельность)1-33 01 01-01 Биоэкология. Общая экология

Тема 6: Химическая связь. Метод валентных связей

Цель: научиться характеризовать ковалентные связи, используя метод валентных связей.

После изучения данной темы студент должен

знать:

- понятия: химическая связь, механизм образования связи, условия образования связи, природа связи, энергетический эффект образования связи;

- типы связи: ковалентная, ионная, металлическая, водородная; эффективный заряд, элекрический момент диполя, координационное число, связывающие и не связывающие электроны, степень ионности или ковалентности связи, гибридизация;

- теорию метода валентных связей (МВС); теорию гибридизации.

- понятия: «связывающие» и «несвязывающие» молекулярные орбитали; порядок связи, – порядок заполнения орбиталей молекул, образованных атомами элементов 1-го и 2-го периодов

уметь:

– объяснить образование связи различных типов;

- характеризовать ковалентную связь по всем ее параметрам;

- доказывать валентные возможности атомов, составлять схемы электронного строения возбужденных атомов;

- по формулам определять: тип химической связи, число σ- и π-связей, число неподеленных электронных пар центрального атома, валентность, степень окисления, координационное число, тип гибридизации, геометрию молекулы, полярность молекулы.

- составлять графические, электронно-графические схемы строения молекул с ковалентными связями.

- составлять энергетические диаграммы строения двухатомных гомоядерных молекул или частиц и сравнивать свойства молекул и частиц (порядок связи, энергия диссоциации, магнитные свойства, окраска веществ с точки зрения ММО).

Вопросы для обсуждения

1. Каковы условия образования химической связи. Объяснить на примере образования молекулы водорода.

2. Привести примеры соединений с различными типами связи. По каким признакам можно определить различные связи?

3. На конкретном примере характеризовать свойства ковалентной связи: энергию, длину, кратность, насыщенность, направленность, полярность, поляризуемость (см. упражнения для усвоения).

4. Как теория гибридизации объясняет пространственное строение молекул?

5. Чем отличаются понятия «полярность связи» и «полярность молекулы»?

6. Что такое «делокализованная связь»?

7. Как образуется молекула Н₂, частицы Н₂⁺ и Н₂^- по методу молекулярных орбиталей? Зарисовать их диаграммы, охарактеризовать и сравнить свойства: порядок связи, энергия связи.

8. Объяснить, может ли существовать молекула Не₂.

9. Зарисовать энергетические диаграммы двухядерных молекул веществ от B₂ до N₂⁺. Сравнить их свойства.

Упражнения для усвоения учебного материала

1. С точки зрения метода валентных связей объясните образование молекулы фтора и хлора.

2. Составьте графические и электронно-графические схемы молекул фтора и хлора.

   0. 2.1. Объясните на данном примере понятия: валентные возможности, связывающие и несвязывающие электроны.

   1. 2.2. Сравните прочность и длину связи.

   2. 2.3. Охарактеризуйте кратность, способ перекрывания орбиталей, полярность связи.

3. Составьте схемы образования химической связи в молекулах HCl, PCl_5, в частицах CO, PH⁺₄.

   0. 3.1. Укажите способ перекрывания орбиталей, механизм образования, полярность связи и молекул, кратность связи.

4. Как несвязывающие электроны влияют на геометрию молекул. Определите геометрию таких молекул и частиц как ClF₃; SiF₆^2-.