- •2. Значения, которые принимают квантовые числа.
- •3. Обозначение состояния электрона в атоме.
- •4. Форма и знаки орбиталей.
- •5. Энергия электрона в многоэлектронном атоме.
- •1.2. Периодический закон и Периодическая система химических элементов д.И. Менделеева
- •1.2.1. Закономерности изменения свойств элементов и их соединений по периодам и группам
- •1.2.2. Общая характеристика металлов iа – iiiа групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов
- •1.2.3. Характеристика переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа) по их положению в Периодической системе химических элементов д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов
- •1.2.4. Общая характеристика неметаллов ivа – viiа групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов
- •Химические свойства.
- •1.3.1. Ковалентная химическая связь, ее разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи. Ионная, металлическая и водородная связь.
- •Ионная связь
- •Металлическая связь
- •Водородная связь
- •Водородная связь в молекуле воды
- •Виды химической связи
- •1.3.2. Электроотрицательность. Степень окисления и валентность химических элементов.
- •1.3.3. Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Тип кристаллической решетки. Зависимость свойств веществ от их состава и строения.
- •1.4. Химическая реакция.
- •1.4.1. Классификация химических реакций в неорганической и органической химии.
- •Классификация органических реакций
- •1.4.2. Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения.
- •1.4.3. Скорость реакции, ее зависимость от различных факторов.
- •1.4.4. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия под действием различных факторов.
- •1.4.5. Электролитическая диссоциация электролитов в водных растворах. Сильные и слабые электролиты.
- •Сильные электролиты
- •Слабые электролиты
- •1.4.6. Реакции ионного обмена.
- •1.4.7. Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная.
- •1.4.8. Реакции окислительно-восстановительные. Коррозия металлов и способы защиты от нее.
- •Коррозия металлов и способы защиты от нее.
- •Защита металлов от коррозии
- •1.4.9. Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот).
- •Закономерности катодного восстановления
- •Закономерности анодного окисления
- •2. Неорганическая химия
- •2.1. Классификация неорганических веществ. Номенклатура неорганических веществ (тривиальная и международная)
- •Бинарные соединения
- •Сложные соединения
- •2.2. Характерные химические свойства простых веществ – металлов: щелочных, щелочноземельных, алюминия; переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа) Щелочные металлы
- •Щелочноземельные металлы
- •Взаимодействие алюминия с серой при нагревании.
- •2.3. Характерные химические свойства простых веществ – неметаллов: водорода, галогенов, кислорода, серы, азота, фосфора, углерода, кремния.
- •2.4. Характерные химические свойства оксидов: основных, амфотерных, кислотных.
- •2.5. Характерные химические свойства оснований и амфотерных гидроксидов.
- •Свойства оснований
- •2.6. Характерные химические свойства кислот.
- •2.7. Характерные химические свойства солей: средних, кислых, основных, комплексных (на примере соединений алюминия и цинка)
- •2.8. Взаимосвязь различных классов неорганических веществ.
1.3.1. Ковалентная химическая связь, ее разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи. Ионная, металлическая и водородная связь.
Различают три основных типа химической связи: ковалентную, ионную и металлическую, хотя эта классификация является условной. Химическая связь между атомами, осуществляемая обобществленными электронами, называется ковалентной. Ковалентная связь по своей природе представляет универсальный тип химической связи. Промежуточный тип связи, когда электроны несколько смещены от одного атома к другому, называют полярной ковалентной связью. В неполярных молекулах центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают. Неполярная ковалентная связь возникает в димерных молекулах (N2, Cl2 и т.д.).
Для объяснения ковалентной химической связи используется метод валентной связи (метод ВС), в котором предполагается:
а). При образовании молекулы электронная структура, индивидуальность каждого атома сохраняется.
б). Химическая связь образуется в результате обмена электронами с образованием общих электронных пар, принадлежащих обоим атомам.
в). Сама связь – область повышенной электронной плотности – локализована между каждой парой атомов в месте перекрывания атомных орбиталей.
В методе ВС предполагается три механизма образования ковалентной связи: обменный, донорно-акцепторный и дативный.
Обменный механизм, когда для образования химической связи каждый из двух связываемых атомов выделяет для обобществленной пары по одному неспаренному электрону.
Не следует понимать пару электронов в виде каких-то материализованных точечных зарядов, расположенных в центре между атомами. Чтобы произошел обмен неспаренными электронами необходимо проникновение одной атомной орбитали в другую, т.е. их перекрывание.
Схематически это выражается диаграммой ВС, например, для образования молекулы водорода (Н2) из атомов.
Электроны в атоме водорода находятся на s-подуровне, атомная орбиталь имеет форму сферы. Две сферы перекрываются, электронная плотность больше между атомами. Образуется химическая связь.
Рассмотрим образование молекулы СО по методу ВС.
О2s22p4
C2s22p2
У кислорода и углерода имеется по два неспаренных электрона, следовательно, связь С=О двойная. Один электрон, находящийся на атомной орбитали называется неспаренным, а два на атомной орбитали –спаренными. Однако, экспериментальные данные указывают, что физические свойства СО близки кN2, у молекулы которого тройная связь.
|
Длина связи в пм |
Энергия связи, кДж/моль |
Тплав, К |
Ткип, К |
СО |
113 |
1071 |
66 |
83 |
N2 |
110 |
941 |
63 |
78 |
Отсюда можно сделать вывод, что в молекуле СО тоже должна быть тройная связь. Для объяснения был предложен донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи, т.е. в предпосылках метода ВС было добавлено, что образование общей электронной пары может происходить, как по обменному, так и по донорно-акцепторному механизмам.
По донорно-акцепторному механизму атом, имеющий пару спаренных электронов на атомной орбитали донор (кислород), при взаимодействии с другим атомом, имеющим вакантную (свободную) орбиталь – акцептор (углерод), отдает свою электронную пару в общее пользование.
Согласно методу ВС ковалентная связь по донорно-акцепторному механизму возникает при перекрывании вакантной орбитали акцептора с заполненными орбиталями донора. Таким образом, в молекуле СО, кроме двух связей по обменному механизму, образуется еще одна по донорно-акцепторному механизму и связь в СО – тройная.