2.4. Взаимодействие между молекулами.

В предыдущем разделе было рассмотрено взаимодействие атомов с образованием молекул. К основным видам взаимодействия молекул следует отнести вандерваальсовы силы, водородные и донорно-акцепторные связи между молекулами. Водородная и донорно-акцепторная (частично) связи рассмотрены в разделе 2.1. Далее рассмотрим вандерваальсовы силы взаимодействия.

2.4.1. Вандерваальсовы силы.

Существуют силы, обусловленные притяжением между молекулами, которые позднее назвали именем открывшего их ученого Ван-дер-ваальса. К вандерваальсовым силам относятся диполь-дипольное, индукционное и дисперсионное взаимодействия. Диполь-дипольное взаимодействие – ориентация полярных молекул за счет притяжения разнозарядных (+ и -) полюсов. Эти силы еще называют ориентационными. Индукционные взаимодействия – взаимодействие полярных и неполярных молекул за счет притяжения разнозарядных полюсов полярной и индуцированного (наведенного от воздействия полярной молекулы) заряда неполярной молекулы. Энергия индукционного взаимодействия значительно ниже диполь-дипольного взаимодействия. Дисперсионное притяжение – взаимодействие неполярных молекул за счет возникающих в них в результате движения мгновенных диполей. Суммарная энергия вандерваальсового взаимодействия на 1-2 порядка ниже энергии химической связи.

2.4.2. Донорно-акцепторное взаимодействие молекул.

Если одна из двух молекул имеет атом со свободными АО, а другая – атом с парой неподеленных электронов, то между ними происходит донорно-акцепторное взаимодействие, которое приводит к образованию ковалентной связи, например: NH₃ +  BF₃ = : NH₄BF₃

донор е акцептор е комплексное соединение

Аналогичным образом образуются и другие комплексные соединения. При взаимодействии хлорида никеля с аммиаком образуется комплексное соединение NiCl₂  4NH₃, которое записывают в виде [Ni(NH₃)₄]Cl₂.

NiCl₂ + 4NH₃ = NiCl₂  4NH₃

В этом соединении NH₃ – донор электронов или лиганд, Ni²⁺ - акцептор электронов или комплексообразователь. По донорно-акцепторному механизму образуется комплексное или координационное соединение. Оно скоординировано в пространстве в виде четырехгранника – тетраэдра. Количество лигандов, равное в приведенном примере 4, называют координационным числом (КЧ). Комплексные соединения играют огромную роль в природе, науке и производстве.

2.5. Строение вещества в конденсированном состоянии.

Вещества могут находиться в трех физических состояниях: газообразном, жидком и твердом.

В твердом состоянии вещество занимает фиксированную форму и объем, практически отсутствует сжимаемость и текучесть. Твердые вещества могут находиться в аморфном и кристаллическом состоянии. Аморфное состояние не имеет упорядоченной структуры. Аморфные вещества изотропны, т.е. имеют одинаковые свойства во всех направлениях.

Кристаллическое соединение характеризуется трехмерной периодичностью структуры по всему объему. Для кристаллических веществ характерна определенная температура плавления. Наименьшей структурной единицей кристалла является элементарная ячейка. Имеется семь основных ячеек, которые различаются осями и углами между осями.

Вещества, отражающие одинаковые структуры, называются изомерными.

Возможность существования вещества в различных кристаллических структурах называется полиморфизмом.

Клатраты образуются путем включения посторонних молекул в полости кристаллического каркаса основного вещества.

Тренировочные задания

Вопрос

Ответ

1.Вычислив ЭО для связей K-Cl, Ca-Cl, Fe-Cl, Pb-Cl, определите, какая из связей характеризуется наибольшей степенью ионности. Относительная ЭО: 3,5 (Cl); 1,9 (Pb); 1,8 (Fe); 1,0 (Ca); 0,9 (К). 2.Как изменяется прочность связи в ряду: НF-HCl- HBr-HI? 3.Определите тип связи в молекулах F2, HF, NaF. 4. Известно, что в сходных веществах с ростом молекулярной массы увеличивается их температура плавления и кипения. Сравнивая свойства водородных соединений, из этой зависимости выпадают Н2О (элементы 6 группы) и НF (элементы 7 группы). Почему? 5. Докажите, что в молекуле С2Н2 атом углерода образует 2 sp АО. 6. Напишите реакцию образования комплексного соединения между гидроксидом цинка и 2 молекулами гидроксида калия.

Тесты по теме

1. Какой тип связи имеет место в молекуле NH₃?

Относительная ЭО: 3,0 (N), 2,1 (H) .

а) ковалентная полярная; б) ковалентная неполярная; в) ионная.

2. Какая из связей наиболее полярна? а) H-J; б) H-F; в) H-Сl.

3. В какой из молекул связь - ионная? а) AsH₃; б) CaBr₂; в) Н₂S.

4. Какой тип связи имеет место между элементами с одинаковыми значениями

ЭО? а) ионная; б) ковалентная полярная; в) ковалентная неполярная

5. Какие связи имеют место в комплексном ионе BF₄^-?

а) ковалентные полярные и координационная; б) ковалентные полярные;

в) ковалентные неполярные и координационная.

6. Используя метод ВС, определите кратность и вид (,  ) связей в молекуле азота N₂: а) кратность связи равна 4: две -связи, две -связи; б) кратность связи равна 3: одна  и две -связи; в) кратность связи рана 3: две -связи,