Образование химической связи

•Что называют валентностью?

•Как составл яют электро нные формулы (ф ормулы Льюиса)?

Атомы образуют химические связи посредством своих внешних электронов. Такие электроны называют валентными. Общее число валентных электронов равно номеру группы в периодической системе.

У элементов А-групп валентные электроны заполняют одну s- и три p-орбитали внешнего уровня. С учётом этого составляют электронные формулы (формулы Льюиса) атомов элементов этих групп. Записывают символ элемента и мысленно рисуют вокруг символа квадрат, каждая сторона которого — одна орбиталь. Валентные электроны обозначают точками и размещают по орбиталям (сторонам квадрата) в следующем порядке: первые два электрона — на одной орбитали, на каждую из трёх оставшихся орбиталей по одному электрону, а при необходимости (если остались электроны) — по второму электрону.

Например, в электронной формуле атома азота — пять валентных электронов (V группа периодической системы). У него одна неподелённая электронная пара и три неспаренных электрона:

Выполните задание 1 после параграфа.

В 8 классе вы изучили два типа химических связей: ковалентную и ионную. Между этими видами связи трудно провести чёткую границу.

Ковалентная связь. Образование ковалентной связи происходит, когда один неспаренный электрон одного атома и один неспаренный электрон другого атома образуют общую электронную пару. Одна общая электронная пара соответствует одной ковалентной связи:

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ — это связь, образованная общей парой электро-

нов.

Из этого следует, что наименьшее число связей, которые способен образовать элемент (его низшая валентность), равно числу неспаренных

32

Рис. 8. Шкала электроотрицательности по Полингу

электронов в его атоме. Низшую валентность иногда называют «валентность по водороду», ибо в соединениях с водородом элементы, как правило, проявляют именно эту валентность.

Выполните задание 2 после параграфа.

Атом стремится сместить (приблизить к себе) общие электроны ковалентной связи. Одни атомы способны сместить её сильно, другие — слабо. Говорят, что, чем сильнее атом смещает к себе общую электронную пару, тем больше его электроотрицательность (рис. 8). Если ковалентная связь образована двумя разными атомами, то общая электронная плотность смещена к более электроотрицательному — говорят, что связь полярна. Более электроотрицательный элемент при этом приобретает частичный отрицательный заряд (d–), а менее электроотрицательный — частичный положительный заряд (d+):

Выполните задание 3 после параграфа.

Иногда при образовании химической связи происходит распаривание спаренных электронов валентного уровня. В результате число неспаренных электронов (а значит, и валентность) у этого элемента увеличивается.

33

В случае, когда все валентные электроны становятся неспаренными, элемент будет проявлять максимально возможную валентность — высшую валентность. Она равна номеру группы в периодической системе.

Чаще всего элементы проявляют высшую валентность в соединениях

скислородом и фтором.

Всоединении с кислородом элементы могут проявлять любую из возможных валентностей.

Выполните задания 4 и 5 после параграфа.

Ионная связь. Если разность электроотрицательностей между элементами достаточно велика, один элемент полностью отбирает валентные электроны у другого и превращается в отрицательно заряженный ион (анион). Соответственно атом элемента, потерявший электроны, превращается в положительно заряженный ион. Между разноимённо заряженными ионами возникает электростатическое притяжение. Так образуется ионная связь.

ИОННАЯ СВЯЗЬ — это связь между положительно и отрицательно за-

ряженными ионами которые образуются когда один атом полностью отдаёт электрон(ы) другому.

Ионная связь обычно образуется между металлами I—III групп и неметаллами VI—VII групп. Неметалл превращается в анион, заряд которого равен 8 минус номер группы. Металл превращается в катион, заряд которого равен номеру группы. Переходные металлы тоже образуют ионную связь, но заряд их катионов чаще всего равен +2.

Какие ионы образуются при взаимодействии кальция с хлором? Какова формула образующегося соединения?

Несколько электроотрицательных атомов, соединённых ковалентными связями, могут образовать сложный анион. Сложные анионы обычно представляют собой кислотные остатки.

Низшая валентность. Высшая валентность. Ковалентная связь. Ионная связь. Сложный анион

1. Нарисуйте электронные формулы атома натрия, алюминия, серы, хлора и аргона.

34

2.Чему равны низшие валентности натрия, серы, хлора? Напишите формулы соединений этих элементов с водородом (водород всегда одновалентен).

3.Укажите, куда будут смещены общие электроны, и расставьте частичные заряды в структурных формулах.

4.Какую валентность может проявлять фосфор? Составьте формулы его соединений с кислородом (кислород всегда двухвалентен).

5.Какие валентности может проявлять кремний? Составьте формулы его соединений с кислородом.

6.Составьте формулы соединений: а) кальция с бромом; б) кислорода с фосфором; в) водорода с фосфором; г) углерода с хлором. В каких из этих соединений связь ионная? Для соединений с ковалентной связью составьте графические формулы и укажите смещение общих электронов.

7.Укажите, куда смещены общие электроны, и расставьте частичные заряды

вструктурных формулах:

Японимаю как образуется ковалентная и ионная химическая связь

Ямогу определить возможные валентности элемента по его положению

в периодической системе

35