Контрольная ведомость обучающегося гр. ____________

Дисциплина: Химия (на базе основного общего образования).

Задача урока:. Изучить характеристики и механизмы образования ковалентной связи

ФИО студента __________________________________________

Критерий оценки – студент может самостоятельно выполнить следующие действия	Да/нет	Если нет, то что студент должен сделать дополнительно
Определить механизм образования ковалентной связи
Давать характеристики ковалентной связи
Составлять структурные (графические) формулы химических соединений
Достижение цели – изучить характеристики и механизмы образования ковалентной связи (индивидуальное задание)
Результат оценки:
Подписи оценщиков:	Дата проведения оценки:

Руководство

по освоению действия МЕ 2.1 «Изучить характеристики и механизмы образования ковалентной связи»

Освоим действие – Изучить характеристики и механизмы образования ковалентной связи

Порядок освоения действия:

1. Изучим механизм образования ковалентной связи

Механизм возникновения ковалентной связи рассмотрим на примере образования молекулы водорода:

Н + Н = Н₂;

Ядро свободного атома водорода окружено сферически симметричным электронным облаком, образованным 1 s-электроном. При сближении атомов до определенного расстояния происходит частичное перекрывание их электронных облаков (орбиталей) . В результате между центрами обоих ядер возникает молекулярное двухэлектронное облако, обладающее максимальной электронной плотностью в пространстве между ядрами; увеличение же плотности отрицательного заряда благоприятствует сильному возрастанию сил притяжения между ядрами и молекулярным облаком.

Ковалентная связь это связь, возникающая между атомами за счет образования общих электронных пар

Различают две разновидности ковалентной связи: неполярную и полярную.

В случае неполярной ковалентной связи электронное облако, образованное общей парой электронов, или электронное облако связи, распределяется в пространстве симметрично относительно ядер обоих атомов. Примером являются двухатомные молекулы, состоящие из атомов одного элемента: Н₂, Сl₂, О₂, N₂, F₂ и др., в которых электронная пара в одинаковой мере принадлежит обоим атомам.

В случае полярной ковалентной связи электронное облако связи смещено к атому с большей относительной электроотрицательностью. Примером могут служить молекулы летучих неорганических соединений: НСl, Н₂О, Н₂S, NН₃ и др.

Пример:

Образование молекулы НСl можно представить схемой

Н^.+ ^.Сl: = Н :Cl:

Электронная пара смещена к атому хлора, так как относительная электроотрицательность атома хлора (2,83) больше, чем атома водорода (2,1).

1.1 Различают два механизма образования ковалентной связи: ковалентная связь образуется не только за счет перекрывания одноэлектронных облаков, - это обменный механизм образования ковалентной связи.

Возможен и другой механизм ее образования - донорно-акцепторный. В этом случае химическая связь возникает за счет двухэлектронного облака одного атома и свободной орбитали другого атома.

Пример:

Рассмотрим в качестве примера механизм образования иона аммония  .

В молекуле аммиака атом азота имеет неподеленную пару электронов двухэлектронное облако):

.

У иона водорода свободна (не заполнена) 1s-орбиталь, что можно обозначить как □H⁺.

При образовании иона аммония двухэлектронное облако азота становится общим для атомов азота и водорода, т.е. оно превращается в молекулярное электронное облако. А значит, возникает четвертая ковалентная связь. Процесс образования иона аммония можно представить схемой

+ □H+ →

З

Атом, предоставляющий неподеленную электронную пару, называется донором, а атом, принимающий ее (т.е. предоставляющий свободную орбиталь), называется акцептором.

аряд иона водорода становится общим (он делокализован, т.е. рассредоточен между всеми атомами), а двухэлектронное облако (неподеленная электронная пара), принадлежащее азоту, становится общим с водородом

Механизм образования ковалентной связи за счет двухэлектронного облака одного атома (донора) и свободной орбитали другого атома (акцептора) называется донорно-акцепторным. Образованная таким путем ковалентная связь называется донорно-акцепторной или координационной связью.

2. Изучим характеристики ковалентной связи

Важными количественными характеристиками ковалентной связи являются кратность, энергия связи, ее длина, насыщенность и направленность.

• Кратность (одинарная, полуторная, двойная, тройная).

• Насыщаемость – это способность атомов образовывать определённое и ограниченное число связей.

• Энергия связи – энергия, выделяющаяся при ее образовании, или необходимая для разъединения двух связанных атомов. Энергия связи характеризует ее прочность.

• Длина связи – расстояние между центрами связанных атомов. Чем меньше длина, тем прочнее химическая связь.

• Направленность – связь образуется в направлении наибольшего перекрывания облаков.

3. Учимся составлять структурные (графические) формулы химических соединений

Взаимную связь атомов в молекулах отражают их графические изображения.

Правила:

1. Для написания графических изображений оснований записывают атом металла, с которым связаны гидроксильные группы, причем водородный атом соединяется с атомом металла через кислород.

Например:

 NaOH    Na - O - H  

 

Fe(OH)₂        

2. В бескислородных кислотах атом неметалла связан с водородом.

Например:

HCl H – Cl

H ₂S Н S Н

3. Для кислородсодержащих кислот можно использовать следующий алгоритм (на примере серной кислоты):

3.1 Записывается центральный атом, от названия которого исходит название кислоты. Так, в серной кислоте центральным атомом является сера:

S

3.2 Обращаем внимание на основность кислоты, которой соответствует число гидроксильных групп. По одну сторону от центрального атома записываются гидроксильные группы, в которых водород связан с ним через кислород. Так, в двухосновной серной кислоте записываем две гидроксильные группы по левую сторону от атома серы:

3.3 После написания гидроксильных групп считаем число атомов каждого элемента в написанной гидроксильной форме и получаем формулу H₂SO₂, где до молекулярной формулы серной кислоты H₂SO₄ недостает двух атомов кислорода. Их записываем по правую сторону от центрального атома и соединяем атомы серы и кислорода связями, число которых соответствует валентности элементов. Так, если написать графическую формулу                                       

,

атом кислорода будет соответствовать двухвалентному состоянию, но сера в серной кислоте шестивалентная, а в приведенном графическом изображении она оказывается четырехвалентной. Поэтому верное графическое изображение будет:                              

 

Задание № 1: Написать графическое изображение азотной, азотистой, фосфорной и угольной кислот

4. Для написания графических формул солей необходимо написать структурную формулу кислоты.

Так, например, для нитрата натрия и сульфата кальция:

4.1 Записываем структурные изображения, соответственно, азотной и серной кислот:

      и      

В названных солях NaNO₃ и CaSO₄ металл полностью замещает водород в кислотах.

4.2 Поэтому графические изображения азотной и сернистой кислот представим без атомов водорода

    и      

4.3 Вместо водорода записываем атом металла, заместившего его с количеством связей согласно валентности металла. Натрий одновалентен, кальций двухвалентен. Тогда графические изображения нитрата натрия и сульфата кальция будут выглядеть следующим образом:

  и      

4.4 Если соль имеет несколько кислотных остатков, то алгоритм остается вышеприведенный с учетом написания соответствующего количества формул кислоты. Например, нитрат алюминия Al(NO₃)₃:

Задание № 2: Составить графические формулы: оксида натрия; оксида фосфора (V), сульфата бария, гидроксида железа (III), иодоводородной кислоты.

4. Проверим достижение цели - Изучить характеристики и механизмы образования ковалентной связи

Выполните самостоятельную работу.