Тема: «Химическая связь и строение молекул.

План

1. Определение и характеристика химической связи.

2. Основные виды химической связи.

3. Ковалентная связь.

А) Механизмы образования ковалентной связи.

Б) Свойства ковалентной связи. Направленность, насыщаемость, полярность.

4. Пространственная структура молекул. Гибридизация атомных орбиталей.

5. Ионная связь.

6. Металлическая связь.

7. Водородная связь.

1.Определение и характеристики химической связи

Химической связью называют различные виды взаимодействий, обуславливающие устойчивое существование двух- и многоатомных соединений: молекул, ионов, кристаллов и других веществ. При образовании химической связи происходит: а) снижение общей энергии двух- и многоатомной системы по сравнению с суммой энергий изолированных частиц, из которых эта система состоит; б) перераспределение электронной плотности в области химической связи по сравнению с простым наложением электронных плотностей несвязанных атомов, сближенных на расстояние длины связи.

Энергией химической связи Есв. называют количество энергии, выделяющееся при образовании связи (кДж/моль). Чем больше энергия связи, тем устойчивее молекула, тем прочнее связь. Например, молекула HF устойчивее молекулы НВг: Е св. (НF) =536 кДж/моль; Е св. (НВг) = 360 кДж/моль. Важной характеристикой связи является длина связи 1св, равная расстоянию между ядрами атомов в соединении. Она зависит от размеров электронных оболочек и степени их перекрывания. Связь обозначается черточкой, например: Н-J, О=О, Н-С=С-Н.

Правило октета. В результате образования химической связи атомы стремятся приобрести такую же электронную конфигурацию, как у благородных газов ns2nр6, то есть восемь электронов на внешней оболочке. Например, N 1s22р3 + 3 Н 1s1 = NH3.

2.Основные виды химической связи

Ковалентной связью называется химическая связь, образованная путем обобществления пары электронов двумя атомами. При этом снижается энергия системы. Зависимость энергии системы из двух атомов водорода с параллельными (1) и антипараллельными (2) спинами от расстояния между ядрами r выражается графически: где Е - энергия связи.

Е

1

2

r

Причина соединения атомов в молекулу – электрическое взаимодействие между ядрами и движущимися электронами. Валентные связи между атомами осуществляются неспаренными электронами. Если для распаривания электронов требуется энергии меньше, чем та которая выделяется при образовании хим. связи, то это энергетически выгодно Изучением строения и физико-химические свойства молекул, комплексов, кристаллов и так далее занимается квантовая химия, используя представления современных квантовых теорий, в частности, квантовой механики, наибольшее распространение получили два квантово-механических способа приближенного расчета систем из ядер и электронов - метод валентных связей (МВС).

1. Химическая связь между двумя атомами возникает в результате перекрывания атомных орбиталей (АО) с образованием электронных пар.

2. Атомы, вступающие в химическую связь, обмениваются между собой электронами, которые образуют связывающие пары.

3. В соответствии с принципом Паули химическая связь образуется лишь при взаимодействии электронов с антипараллельными спинами.

4. Характеристики химической связи (энергия, длина, полярность и др.) определяются типом перекрывания АО. Согласно теории валентных связей, ковалентная связь направлена в сторону максимального перекрывания АО реагирующих атомов.

По методу валентных связей химическая связь образуется по двум механизмам:

Обменный механизм - при образовании химической связи учитывают только неспаренные электроны.

Донорно-акцепторный механизм – учитывают свободные орбитали одного атома и электронную пару другого.

Обменный механизм – это когда в образовании электронной пары участвуют по одному электрону от каждого атома. Особенность обменного механизма – понятия насыщаемости и направленности хим. связи.

Донорно-акцепторный механизм (NH4+). Донор – атом, отдающий электронную пару (N).

Акцептор – атом, предоставляющий вакантную орбиталь (Н).

За счет Д-А механизма увеличиваются валентные возможности атомов (В (N) = 4).

Хим. связь осуществляемая электронными парами называется ковалентной