Природа и типы химических связей

Содержание

Слайд 2

Природа и типы химических связей

Установление строения атома (модели Резерфорда и Бора)

Природа и типы химических связей Установление строения атома (модели Резерфорда и Бора)
дало возможность детально разработать представления о химической связи. Так в 1916-1918 гг Льюис предложил теорию дублета (связь образуется посредством электронной пары и октета (элемент стремится приобрести электронную конфигурацию инертного газа). 1916г Коссель, 1918-20г Писаржевский разработали ионную теорию.

Слайд 3

Природа и типы химических связей

Химическая связь – это сложное электростатическое взаимодействие двух

Природа и типы химических связей Химическая связь – это сложное электростатическое взаимодействие
или нескольких атомов, приводящее к образованию устойчивой многоатомной системы (молекулы, радикала, иона, комплекса, кристалла и т.д.).

Слайд 4

Природа и типы химических связей

Химическая связь образуется в том случае когда

Природа и типы химических связей Химическая связь образуется в том случае когда
один или несколько электронов попадают в поля притяжения двух или большего числа ядер, что сопровождается понижением потенциальной энергии системы.

Слайд 5

r,нм

Изменение потенциальной энергии в системе из двух атомов водорода в зависимости от

r,нм Изменение потенциальной энергии в системе из двух атомов водорода в зависимости
расстояния между ядрами атомов

0,074

Fпр.= Fотт.

Fпр. >Fотт.

Fпр.< Fотт.

Природа и типы химических связей

Слайд 6

Природа и типы химических связей

В зависимости от характера распределения электронной плотности

Природа и типы химических связей В зависимости от характера распределения электронной плотности
между взаимодействующими атомами различают 3 основных типа химической связи:
ковалентную;
ионную;
металлическую.
Отдельно выделяют водородную связь и межмолекулярное взаимодействие (вандер-ваальсовые силы).

Слайд 7

Природа и типы химических связей

Важнейшими характеристиками связи являются ее: энергия, длина, валентный

Природа и типы химических связей Важнейшими характеристиками связи являются ее: энергия, длина,
угол.
а) энергия (прочность) – которая определяется количеством энергии, которая выделяется при образовании ее (или затрачивается на ее разрыв); измеряется в кДж/моль;

sp3 валентный угол 109о28`

sp2 валентный угол 120о

sp валентный угол 180о

Есв(С-С) = 352 кДж/моль
Есв(С=С) = 587 кДж/моль
Есв(sp) = 839 кДж/моль

Слайд 8

Природа и типы химических связей

б) длина – расстояние между центрами ядер

Природа и типы химических связей б) длина – расстояние между центрами ядер
взаимодействующих атомов нм = 10-9м, А0=10-10м;

Длина связи, нм:

Энергия связи:

25 кДж/моль

25 кДж/моль

10 кДж/моль

Слайд 9

Природа и типы химических связей

в) валентный угол – угол между воображаемы-ми прямыми,

Природа и типы химических связей в) валентный угол – угол между воображаемы-ми
условно проведенными через ядра атомов

Слайд 10

Природа и типы химических связей

Химическая связь между атомами, возникающая за счет

Природа и типы химических связей Химическая связь между атомами, возникающая за счет
образования общей (общих) электронной пары (электронных пар) называется ковалентной.
1. В образовании общей электронной пары могут участвовать только электроны с антипараллельными спинами (подтверждается кривой Гейтлера-Лондона).
2. Ковалентная связь тем прочнее, чем больше область перерывания электронных облаков (подтверждается гибридизацией атомных орбиталей).

Слайд 11

Природа и типы химических связей

Существует 2 способа образования ковалентной связи (КС):
а)

Природа и типы химических связей Существует 2 способа образования ковалентной связи (КС):
простой (обменный) – заключается в том, что каждый атом представляет по одному электрону. В результате сближения электронных облаков этих атомов возникает общее 2-х электронное «облако» (общая электронная пара)

H∙ + H∙

H:H

Слайд 12

Природа и типы химических связей

б) донорно-акцепторный – заключается в том, что

Природа и типы химических связей б) донорно-акцепторный – заключается в том, что
в образовании связи принимают участие атом-донор предоставляющий готовую пару электронов и атом акцептор принимающий эту пару электронов на свою свободную орбиталь

Н:–+Н+

Н:Н

гидрид-ион донор протон акцептор

Неподеленная пара электронов

Донорно-акцепторная связь

Донор

Акцептор

Метиламин

Хлорид метиламмония

Слайд 13

Природа и типы химических связей

Природа и типы химических связей

Слайд 14

Природа и типы химических связей

КС характеризуется:
а) насыщенностью;
б) направленностью;
в) поляризуемостью.

Природа и типы химических связей КС характеризуется: а) насыщенностью; б) направленностью; в) поляризуемостью.

Слайд 15

Природа и типы химических связей

Под насыщенностью КС понимают способность атома образовывать

Природа и типы химических связей Под насыщенностью КС понимают способность атома образовывать
только строго ограниченное число таких связей. Максимальная ковалентность атома определяется количеством:
а) неспареных валентных электронов (нормальное или возбужденное состояние) С (карбон)
б) валентных орбиталей В (бор)
в) свободных электронных пар N (нитроген)

Слайд 16

Природа и типы химических связей

Насыщаемость ковалентной связи: атомы образуют ограниченное число связей, равное

Природа и типы химических связей Насыщаемость ковалентной связи: атомы образуют ограниченное число связей, равное их валентности.
их валентности.

Слайд 17

Природа и типы химических связей

Под направленностью КС понимают, то, что максимально

Природа и типы химических связей Под направленностью КС понимают, то, что максимально
глубокое перекрывание валентных орбиталей (электронных облаков) может происходить только по двум определенным направлениям:
а) на линии связывающей ядра атомов (σ - связь)
б) по обе стороны от линии, связывающей ядра атомов (π - связь)

Слайд 18

Природа и типы химических связей

σ-связь
а) образуется при перекрывании s и p электронных

Природа и типы химических связей σ-связь а) образуется при перекрывании s и
облаков

б) возможна гибридизация
в) это первая связь которая возникает между двумя атомами (более прочная, чем π-связь).

Слайд 19

Природа и типы химических связей

π - связь:
а) образуется при перекрывании р–р электронных

Природа и типы химических связей π - связь: а) образуется при перекрывании
облаков по обе стороны линии, связывающей ядра атомов


б) гибридизация невозможна
в) образуется после σ-связи в плоскости (-ях) перпендикулярной оси

Слайд 20

Природа и типы химических связей

г) π - связь менее прочная чем σ,

Природа и типы химических связей г) π - связь менее прочная чем σ, но усиливает ее
но усиливает ее


Слайд 21

Направленность ковалентной связи-…

Природа и типы химических связей

Направленность ковалентной связи-… Природа и типы химических связей

Слайд 22

Природа и типы химических связей

Природа и типы химических связей

Слайд 23

Природа и типы химических связей

КС может быть неполярной и полярной
Неполярная

Природа и типы химических связей КС может быть неполярной и полярной Неполярная
КС образуется между атомами одного и того же элемента (H2, N2, O2, и т. д.), т.к. считается, что общее электронное облако расположено симметрично в пространстве между ядрами. Однако под действием постоянного движения электронов в очень малый промежуток времени происходит смещение общей электронной плоскости к одному из атомов, который через мгновение меняет свое направление

Слайд 24

Природа и типы химических связей

Полярная КС образуется между атомами разных элементов

Природа и типы химических связей Полярная КС образуется между атомами разных элементов
(вода, аммиак, углекислый газ). Для определения степени полярности связи используют понятие электроотрицательность (ЭО) (ЭО по Полингу определяется как свойство атома притягивать к себе общую электронную пару). Количественную характеристику полярности можно получить при сопоставлении ЭО элементов

Слайд 25

Природа и типы химических связей

При этом если
ΔЭО=0 – связь неполярная
1,9>ΔЭО>0 – ковалентная

Природа и типы химических связей При этом если ΔЭО=0 – связь неполярная
полярная
ΔЭО>1,9 – ионная связь

Общее электронное облако (общая электронная пара) в данном случае расположено несимметрично в пространстве, а его смещение ведет к возникновению эффективных зарядов на атомах

Слайд 26

Природа и типы химических связей

Такая молекула представляет собой диполь (т. е.

Природа и типы химических связей Такая молекула представляет собой диполь (т. е.
систему состоящую из зарядов равных по абсолютной величине, но противоположных по знаку). Мерой полярности связи служит μ – (дипольный момент связи или ЭМД – электрический момент диполя) представляющий

Длина связи

Эффективный заряд

Слайд 27

Неполярные молекулы

Молекула неполярна, если суммарный μ всех связей = 0.

Природа и типы

Неполярные молекулы Молекула неполярна, если суммарный μ всех связей = 0. Природа и типы химических связей
химических связей

Слайд 28

Полярные молекулы

Природа и типы химических связей

Полярные молекулы Природа и типы химических связей

Слайд 29

Дипольный момент молекулы зависит:

∙от полярности связей;

∙от геометрии молекулы;

∙от наличия

Дипольный момент молекулы зависит: ∙от полярности связей; ∙от геометрии молекулы; ∙от наличия
неподелённых пар электронов.

Природа и типы химических связей

Слайд 30

Поляризуемость

Поляризуемость ковалентной связи – это …

Полярярностью и поляризуемостью обусловленно межмолекулярное взаимодействие, например,

Поляризуемость Поляризуемость ковалентной связи – это … Полярярностью и поляризуемостью обусловленно межмолекулярное

Природа и типы химических связей

Слайд 31

HCl HBr HI

ΔЭО: 0,9 0,7 0,5

Полярность связи уменьшается

Поляризуемость увеличивается

Природа и типы химических

HCl HBr HI ΔЭО: 0,9 0,7 0,5 Полярность связи уменьшается Поляризуемость увеличивается
связей

Слайд 32

Природа и типы химических связей

При устранении внешнего воздействия диполь исчезает. При

Природа и типы химических связей При устранении внешнего воздействия диполь исчезает. При
длительном воздействии его может произойти полный разрыв молекул с образованием:
а) ионов (гетеролитический разрыв)
б) радикалов (гомолитический разрыв)

Слайд 33

Природа и типы химических связей

Теория гибридизации была предложена в 1930 году

Природа и типы химических связей Теория гибридизации была предложена в 1930 году
Лайнусом Полингом и является усовершенствованным методом валентных связей.
Гибридизацией называется изменение формы и энергии различных орбиталей одного атома приводящее к образованию одинаковых гибридных орбиталей

Слайд 34

Природа и типы химических связей

sp3-гибридизация на примере СН4 (именно рассмотрение строения

Природа и типы химических связей sp3-гибридизация на примере СН4 (именно рассмотрение строения
молекулы СН4) привело Полинга к концепции гибридизации

Слайд 35

Природа и типы химических связей

sp2 гибридизацию можно рассмотреть на примере соединения

Природа и типы химических связей sp2 гибридизацию можно рассмотреть на примере соединения
трехвалентного В, BF3

sp2 гибридизация характерна для алкенов

Слайд 36

Природа и типы химических связей

sp гибридизацию можно рассмотреть на примере молекулы BeCl2

sp

Природа и типы химических связей sp гибридизацию можно рассмотреть на примере молекулы
гибридизация характерна для алкинов

Слайд 37

Природа и типы химических связей

Химическая связь образованная за счет электростатического взаимодействия ионов

Природа и типы химических связей Химическая связь образованная за счет электростатического взаимодействия
называется ионной связью.
Способность элементов образовывать простые ионы обусловлена электронной структурой их атомов и может быть оценена величиной энергии ионизации и сродства к электрону.

Слайд 38

Природа и типы химических связей

Механизм образования
Na 1s22s2p63s1 – e Na+←2s22p6 электростатические силы

Природа и типы химических связей Механизм образования Na 1s22s2p63s1 – e Na+←2s22p6
взаимодействия
Cl 1s22s2p63s2p5+e Cl–←3s23p6 или ионная связь

Слайд 39

Природа и типы химических связей

Ионные соединения в целом представляет собой гигантскую ассоциацию

Природа и типы химических связей Ионные соединения в целом представляет собой гигантскую
ионов противоположных знаков. Поэтому химические формулы ионных соединений типа NaCl, KF и т. д. отражают лишь простейшие соотношения между числом атомов, элементов, входящих в состав такой ассоциации.
В обычных условиях ионные соединения являются кристаллическими веществами, но только в идеальном кристалле вокруг каждого иона расположено определенное число противоионов, что сопровождается компенсацией зарядов.

Слайд 40

Природа и типы химических связей

Все металлы (за исключением Hg) являются кристаллическими

Природа и типы химических связей Все металлы (за исключением Hg) являются кристаллическими
веществами. Металлическая связь обусловлена образованием всех атомов вещества единого подвижного электронного облака. Металлическая связь характерна только для атомов Ме и обусловлена образованием валентными электронами всех атомов вещества единого подвижного электронного облака

Слайд 41

Природа и типы химических связей

Для металлов характерно наличие:
а) небольшого числа валентных ;
б)

Природа и типы химических связей Для металлов характерно наличие: а) небольшого числа
большого числа свободных валентных орбиталей;
в) слабой связи между валентными и ядром (что подтверждается низкими значениями Еион);


Слайд 42

Природа и типы химических связей

Водородная связь
это связь между молекулами или частями молекулы

Природа и типы химических связей Водородная связь это связь между молекулами или
в состав которых входит атом Н связанный с сильно ЭО элементом. Т. об. водородная связь вторична, потому и иногда не выделяет в отдельный тип связи, а относят к межмолекулярным взаимо-действиям.

H–Fσ–···Hσ+–Fσ–···Hσ+–Fσ+

Слайд 43

Взаимодействие между молекулами НХ:

сильно ЭО элемент: F, O, N, (Cl, S )

Природа

Взаимодействие между молекулами НХ: сильно ЭО элемент: F, O, N, (Cl, S
и типы химических связей

Слайд 44

Механизм образования Н-связи:

- Электростатическое взаимодействие (диполь-дипольное)

-Донорно-акцепторное взаимодействие:

-направленность

-насыщаемость

Природа и типы химических связей

Механизм образования Н-связи: - Электростатическое взаимодействие (диполь-дипольное) -Донорно-акцепторное взаимодействие: -направленность -насыщаемость Природа и типы химических связей

Слайд 45

Есвязи, кДж/моль

ковалентная
100-400

водородная
4-50

межмолекулярная
0,1 -5

Энергия Н-связи

Природа и типы химических связей

Есвязи, кДж/моль ковалентная 100-400 водородная 4-50 межмолекулярная 0,1 -5 Энергия Н-связи Природа и типы химических связей

Слайд 46

Природа и типы химических связей

Энергия трех типов связи.  Видно, что энергия водородной связи

Природа и типы химических связей Энергия трех типов связи. Видно, что энергия
много меньше, чем химической, но почти на порядок превышает энергию ван-дер-ваальсовых взаимодействий.

Слайд 47

Природа и типы химических связей

Водородная связь может быть 2 типов:
-

Природа и типы химических связей Водородная связь может быть 2 типов: -
межмолекулярная. H2O, HF, NH3 спирты, карбоновые кислоты и т. д.

Слайд 48

Природа и типы химических связей

- внутримолекулярные (аминокислоты, белки, амиды кислот, нитрофенолы и

Природа и типы химических связей - внутримолекулярные (аминокислоты, белки, амиды кислот, нитрофенолы и т. д.)
т. д.)
Имя файла: Природа-и-типы-химических-связей.pptx
Количество просмотров: 247
Количество скачиваний: 0