Описание молекул

№1 азот-N2
N∈ II периоду →2 ē слоя .N∈главной подгруппе 5 группы→5 валентных ē-нов на внешнем 2 слое ( из 2 подуровней).
N
N
2s
2s
2р
2р
Каждый атом азота образовал 3 общие ē пары (3 молекулярные орбитали) →валентность атомов азота в простом веществе =3.
N
N
-
-
-

№2 кислород-О2
О∈ II периоду →2 ē слоя .О∈ главной подгруппе 6 группы→6 валентных ē-нов на внешнем 2 слое ( из 2 подуровней).
О
О
2s
2s
2р
2р
Каждый атом кислорода образовал 2 общие ē пары (2 молекулярные орбитали) →валентность атомов кислорода в простом веществе =2.
О
О
-
-

№3 хлор-Cl2
Cl
Cl∈ III периоду →3 ē слоя .Cl∈ главной подгруппе 7группы→7валентных ē-нов на внешнем 3 слое ( из 3 подуровней).
Cl
3s
3p
3d
3s
3p
3d
Каждый атом хлора образовал 1 общую ē-пару→1 химическую связь→валентность хлора в простом веществе =1
Cl
Cl
-

№4 хлороводород-НCl
Cl
3s
3p
3d
Н
Атомы водорода и хлора образовали 1 общую ē-пару→ валентность каждого атома =1
Н
Cl
-
1s

№5 аммиак-NH3
Помним, что исходя из формулы молекулы, надо рисовать ячейки с валентными ē-ми 1 атома азота и 3 атомов водорода.
N
Н
Н
Н
Атом азота образовал 3 хим. связи→валентность=3, атомы водорода образовали каждый по 1 хим.связи →валентность=1
N
Н
Н
Н

№6 сероводород-H2S
Исходя из того, что валентность водорода всегда=1, выясняем, что валентность серы=2→атом серы-стационарный(невозбужденный).
S∈ III периоду →3 ē слоя .S∈ главной подгруппе 6группы→6валентных ē-нов на внешнем 3 слое ( из 3 подуровней).
S
3s
3p
3d
Н
Н
S
Н
Н

№7 фторид бериллия ВеF2
Из формулы соединения видно, что валентность Ве=2. Также Ве∈главной подгруппе 2 группы →у него 2 ē на внешнем слое →легче отдать 2 ē для образования инной связи( обрести ē-оболочку гелия).
Ве
2s
2р
Из строения квантовых ячеек видно, что у стационарного (невозбужденного) атома Ве 2 спаренных ē на min по энергии s-подуровне.Как атом Ве приобретает неспаренные ē-ны?

Приняв небольшую дозу энергии (например, при нагревании) атом Ве переходит в возбужденное состояние и его валентные ē-ны способны распариваться на свободные орбитали в пределах того же ē-слоя.
Ве
2s
2р
+Е
Ве*
Теперь у бериллия 2 неспаренных ē и он способен образовать 2 химические связи с атомами фтора.

Ве*
F
F
2s
2s
2s
Ве*
F
F
2р
2р
2р
За исключением атомов азота, фтора и кислорода, атомы других элементов способны также переходить в возбужденное состояние, распаривая свои валентные ē-ны на свободные орбитали того же слоя и улучшать свои валентные возможности.

№8 метан СН4
Углерод в этой молекуле 4 валентен → атом «С» переходит в возбужденное состояние.
С
2s
2р
+Е
С*
Надо помнить, что затраты энергии, затраченные на переход атома в возбужденное состояние, компенсируются выделением энергии при образовании новых химических связей.

С*
Н
Н
Н
Н
С*
Н
Н
Н
Н

№9 оксид серы (IV) SO2
Валентность серы =4, а у стационарного атома серы валентность =2 (см.сероводород) → атом серы перешел в возбужденное состояние.
S
3s
3p
3d
S*
3s
3p
3d
Теперь у атома S* 4 неспаренных ē→она может образовать 4 хим. связи.

S*
3s
3p
3d
О
О
S*
О
О
=
=

№10 оксид серы (VI) SO3
S*
3s
3p
3d
S**
3s
3p
3d
У атома серы теперь 6 неспаренных ē-нов → она может образовать 6 химических связей → она 6-ти валентна.

S**
3s
3p
3d
О
О
О
S**
О
О
О
=
=
=
2s
2p

11 класс
Из этой части презентации узнаем, как атомы дополнительно улучшают свои валентные возможности, а также какие бывают атомы(N*) и (О*).

Валентные возможности
За счет неспаренных ē-нов (обменный механизм образования хим.связи)
За счет наличия неподеленных ē-пар и(или) свободных орбиталей(донорно-акцепторный механизм образования связи).

№11 оксид углерода (II) CO
С
2s
2р
О
2s
2р
С
О
=
Атомы углерода и кислорода могут образовать еще 1 хим. связь по донорно-акцепторному механизму .Атом (О) – донор неподелееной ē-пары , а у атома (С) есть свободная орбиталь (акцептор).

№11 оксид углерода (IV) CO2
У стационарного атома «С» 2 неспаренных ē → валентность=2.У атома «С» в молекуле углекислого газа валентность =4 → атом «С» перешел в возбужденное состояние и его ē распарились.
С
2s
2р
С
2s
2р
+Е

С
2s
2р
О
О
С
О
О
=
=

№12 серная кислота Н2SO4
Построим сначала структурную формулу кислоты, определим валентность элементов, а потом построим квантовые ячейки.Отметим образование молекулярных орбиталей.
О
О
О
О
Н
S
Н
-
-
-
-
-
-
-
-
VI
I
I
II
II
II
II

S**
3s
3p
3d
О
О
О
О
H
H

№13 анион аммония NH4+
В этом сложном ионе атом “N” проявляет свои максимальные валентные возможности. Валентность азота=IV.
N
H+
H
H
H
N
H
H
H
H+

№14 оксид титана (IV)
Здесь надо помнить, что титан ∈ побочной подгруппе 4 группы → это d-элемент → валентные ē на внешнем и предвнешнем слое.У атома “Ti” валентность максимальная (=№ группы) → атом титана в возбужденном состоянии (валентные ē распариваются).
Ti
3d
4s
4p
+ 4d+4f

Ti*
3d
4s
4p
+ 4d+4f
О
О
Ti*
О
О
=
=

Особый случай- O* и N*
Атомы азота и кислорода не могут распарить свои валентные ē на d-подуровень (его нет).Но они могут образовывать связи по донорно-акцепторному механизму, спаривая свои внешние ē-ны. В результате освобождается свободная орбиталь. В таких атомах не соблюдается правило Гунда→ это возможная, но энергетически нестабильная (Е↑) микросистема.Она существует недолго.

N
2s
2р
+Е
N*
2s
2р
Свободная орбиталь

О
2s
2р
+Е
О*
2s
2р
Свободная орбиталь

№15 озон О3
О
О*
О
О
О
О*

№16 азотная кислота НNO3
N
H
О
О
О*
IV
В этом соединении не надо путать понятия «валентность», которая =4 и «степень окисления», которая = +5

N
H
О
2s
2р
О
О*

№16 азидоводород HN3
Особенность этой молекулы в том, что она имеет линейное строение и все ее три атома азота имеют разную валентность.
N
H
N
N*
-
-
-
-
H
IV
III
II
I
N
H
N
N*

№17 cинильная кислота
(неядовитый изомер) HCN
С*
N
-
-
-
H
-
IV
III
I
С*
H
N

№17 cинильная кислота
(сильный яд) HNC
С
N
-
H
-
-
С
H
N
IV
III
I