Legătura covalentă nepolară într-o moleculă

legătura covalentă nepolară este formată în molecule formate din atomi ai unui element.
în moleculele polare, suprapunerea benzii este mutată la un atom cu o electroneutritate ridicată

O legătură covalentă nepolară se află între atomi în aceeași stare. De exemplu, legătura dintre doi atomi de carbon în etan.

Legătura cvalentă (de la latină co - "în comun" și vales - "având putere"). formată prin suprapunerea (socializarea) perechii. Nori electroni (electroni) care furnizează comunicații sunt numiți nori obișnuiți.

Termenul "legătura covalentă" a fost introdus pentru prima oară de către laureat în 1919. Acest termen se referă la. Din cauza proprietății în comun. în contrast cu. în care electronii erau liberi, sau de la. în care unul dintre ei a dat electronul și a devenit. iar celălalt atom a luat electronul și a devenit.

Mai târziu (1927) și, de exemplu, a dat prima descriere a legăturii covalente din punct de vedere.

Luând în considerare densitatea probabilității electronilor de legare este concentrată în spațiul dintre nucleele moleculei (Figura 1). În dimensiunile geometrice ale acestor perechi. Astfel, pentru elementele fiecărei perioade, există o rază medie a perechii de electroni (M):

0,6 pentru elemente până la neon; 0,75 pentru elemente până la argon; 0,75 pentru elemente până la krypton și 0,8 pentru elemente până la xenon.

Proprietățile caracteristice ale legăturii covalente - directivitatea, saturația, polaritatea, polarizabilitatea - determină proprietățile chimice și fizice ale compușilor.

Direcția legăturii se datorează structurii moleculare a substanței și formei geometrice a moleculei. Unghiurile dintre două legături se numesc legături de valență.

Saturația este capacitatea atomilor de a forma un număr limitat de legături covalente. Numărul de legături formate de un atom este limitat de numărul orbaliilor atomici externi.

Polaritatea conexiunii se datorează distribuției inegale a densității electronilor datorită diferențelor de atomi. Pe această bază legături covalente subdivizat în nepolar și polar (nepolare - molecula diatomica este format din aceiași atomi (H2 Cl2 N2) și norii de electroni din fiecare atom sunt distribuite simetric în raport cu acești atomi .. Polar - molecula diatomica este format din atomi de diferite elemente chimice, și totalul electron nor se îndreaptă către unul dintre atomii, formând astfel o distribuție asimetrică a sarcinilor electrice în moleculă, producând molecula).

Polarizabilitatea legăturii se exprimă prin deplasarea electronilor de legare sub influența unui câmp electric extern, incluzând o altă particulă de reacție. Polarizabilitatea este determinată de mobilitate. Polaritatea și polarizabilitatea legăturilor covalente determină reactivitatea moleculelor în raport cu reactivii polari.

Electronii sunt mai mobili cu cât sunt mai departe de nuclee.

Cu toate acestea, de două ori laureatul Nobel a subliniat că "în unele molecule există legături covalente cauzate de unul sau trei electroni în loc de o pereche comună". implementat în.

Ionul de hidrogen molecular H2 + conține doi și un electron. Singurul sistem de electroni molecular compensează între repulsia electrostatică doi protoni și le menține la o distanță Â 1,06 (H2 +). Centrul densității de electroni a norului de electroni a sistemului molecular echidistant față de cei doi protoni pe α0 = 0,53 A, si este centrul de simetrie al ionului molecular de hidrogen, H2 +.

O legătura covalentă este formată de o pereche de electroni împărțită între doi atomi, iar acești electroni trebuie să ocupe două orbite stabile, câte unul de la fiecare atom.

Ca urmare a socializării, electronii formează un nivel de energie umplut. Conexiunea se formează dacă energia totală la acest nivel este mai mică decât în ​​starea inițială (și diferența de energie nu va fi nimic asemănător).

Umplerea cu electroni a orbitalilor atomici (de-a lungul marginilor) și moleculare (în centru) din molecula H2. Axa verticală corespunde nivelului de energie, electronii sunt indicați de săgeți care le reflectă.

Conform teoriei orbitalilor moleculare se suprapun două Orbitali rezultate atomice în cel mai simplu caz la formarea a două moleculare orbitale (MO), care leagă MO și antibonding (antibonding) MO. Electronii convertiți sunt localizați la o putere de legare mai mică MO.

Atomii sunt predispuși la - formarea unei legături covalente prin socializarea a doi electroni nepartiți aparținând unor particule diferite.

Formarea unei legături în timpul recombinării este însoțită de eliberarea de energie. Astfel, în timpul interacțiunii energia este eliberată într-o cantitate de 436 kJ / mol. Acest efect este folosit în tehnica sudării cu hidrogen atomic. Fluxul este trecut printr-un arc electric, unde este generat un flux de atomi de hidrogen. Atomii sunt apoi reconectați pe o suprafață metalică plasată la o distanță scurtă de arc. Metalul poate fi încălzit în acest mod de peste 3500 ° C. Marele avantaj al "flacarii hidrogenului atomic" este uniformitatea încălzirii, ceea ce face posibilă sudarea pieselor metalice foarte subțiri.

Cu toate acestea, mecanismul interacțiunii interatomice pentru o lungă perioadă de timp a rămas necunoscut. Numai în 1930, F. Londra a introdus conceptul de atracție dispersivă - interacțiunea dintre dipolii indici instant și induși. În prezent, forțele atractive datorate interacțiunii dintre dipolele electrice fluctuante ale atomilor și moleculelor sunt numite "".

Energia unei astfel de interacțiuni este direct proporțională cu pătratul α și invers proporțională cu distanța dintre doi atomi sau molecule până la a șasea putere.

Formarea legăturii prin mecanismul donator-acceptor [ ]

În plus față de mecanismul omogen pentru formarea legăturii covalente descrise în secțiunea anterioară, există un mecanism eterogen - interacțiunea H + încărcată în mod heterogen și a ionului negativ de hidrogen H -. numit:

Când se apropie nor doi electroni de ioni (pereche de electroni) ion hidrură a unui proton este tras și în cele din urmă devine comun ambelor nuclee de hidrogen, adică transformați în pereche de electroni de legare. O particulă care furnizează o pereche de electroni este numită donator, iar particula care primește această pereche de electroni este numită acceptor. Un astfel de mecanism pentru formarea unei legături covalente se numește legare donor-acceptor.

Distribuția între nucleele din molecula de hidrogen este aceeași, indiferent de mecanismul de formare, prin urmare este incorect să numim legătura chimică obținută prin mecanismul donator-acceptor o legătură donor-acceptor.

Ca donator de perechi de electroni, în plus față de ionul hidrură, compușii elementelor principalelor subgrupuri ale grupelor V-VII acționează ca o stare de oxidare scăzută a elementului. De asemenea, el a stabilit că protonul nu există în soluție în formă liberă, în apă formează un cation:

Protonul atacă perechea electronică nedivizată a moleculei de apă și formează un cation stabil care există în soluțiile apoase de acizi.

În mod similar, protonul este atașat la moleculă pentru a forma un cation complex:

În acest mod (conform mecanismului donor-acceptor al formării legăturii covalente) se obține o clasă mare. în care intră structura. oxoniu, fosfoniu, sulfoniu și alți compuși.

Ca donator al unei perechi de electroni, poate acționa o moleculă de hidrogen, care la contactul cu un proton conduce la formarea H3 +:

Perechea de legare electronică a unui ion molecular hidrogen H3 + aparține simultan la trei protoni.

Există trei tipuri de legături chimice covalente, care diferă în mecanismul de formare:

1. Legătura covalentă simplă. Pentru formarea sa, fiecare dintre atomi furnizează un electron neparticipat. În formarea unei legături covalente simple, încărcăturile atomice formale rămân neschimbate.

• Dacă atomii, care formează o legătură covalentă, sunt aceleași, atunci adevăratele acuzații ale atomilor în moleculă sunt, de asemenea, la fel ca și atomii care formează legătura, este la fel de competenți pereche de electroni socializat. O astfel de legătură este numită o legătură covalentă nepolară. O astfel de legătură este. de exemplu: 2. 2. 2. Dar nu numai nemetalele de un singur tip pot forma o legătură covalentă nepolară. Legătură covalentă poate forma un non-polari, metaloizi și elemente, dintre care electronegativitatea este de o importanță egală, de exemplu, în molecula de legătură PH3 covalentă este un non-polar, deoarece hidrogenul este EO EO fosfor.

• Dacă atomii sunt diferiți, atunci gradul de proprietate al perechii de electroni socializați este determinat de diferența de atomi. Un atom cu o mai mare electronegativitate atrage mai mult la sine o pereche de electroni de legare, iar încărcarea sa adevărată devine negativă. Un atom cu o electronegativitate mai mică dobândește, respectiv, o sarcină pozitivă de aceeași mărime. Dacă se formează o conexiune între două diferite. atunci un astfel de compus se numește o legătură covalentă.

2. Pentru a genera acest tip de legătura covalentă, ambii electroni sunt furnizați de unul dintre atomii donatori. Cel de-al doilea atom care participă la formarea legăturii se numește acceptor. În molecula formată, sarcina oficială a donatorului crește cu una, iar sarcina oficială a acceptorului scade cu una.

3. Comunicarea semipolară. Poate fi considerată ca o legătură polar donor-acceptor. Acest tip de legătura covalentă se formează între un atom care are o pereche de electroni (., Etc.) nepereche și un atom cu doi electroni nepartimi (,). Formarea unei legături șapte polare are loc în două etape:

1. Transferul unui electron dintr-un atom cu o pereche de electroni nepereche la un atom cu doi electroni neparticipati. Ca rezultat, un atom cu o pereche de electroni unshared este convertit la cation radicalul (particule încărcate pozitiv cu un electron nepereche) și atomul cu doi electroni nepereche - un anion radical (particule încărcate negativ cu un electron nepereche). 2. Socializarea electronilor neparticipați (ca în cazul unei legături covalente simple).

În formarea unei legături de șapte poli, un atom cu o pereche de electroni nepereche crește încărcătura formală cu unul, iar un atom cu doi electroni neparticipați își micșorează încărcătura formală cu unul.

- o descriere aproximativă a tipurilor de legături covalente în molecule ale diferiților compuși, legătura σ se caracterizează prin faptul că densitatea norii de electroni este maximă de-a lungul axei care leagă nucleele atomilor. În formarea cuplării π, se realizează așa-numita suprapunere laterală a norii de electroni, iar densitatea norului de electroni este maximă "deasupra" și "sub" planul σ-legătura. Pentru un exemplu, luați. și.

În molecula de etilenă C2H4 există CH2 = CH2. formula electronică: H: C :: C: H. Nucleul tuturor atomilor de etilenă este localizat în același plan. Trei nori de electroni ai fiecărui atom de carbon formează trei legături covalente cu alți atomi în același plan (cu unghiuri între ele de aproximativ 120 °). Norul celui de-al patrulea electron de valență al atomului de carbon este situat deasupra și dedesubtul planului moleculei. Astfel de nori de electroni ai ambilor atomi de carbon, parțial suprapuși peste și sub nivelul moleculei, formează oa doua legătură între atomii de carbon. Prima legătură puternică covalentă dintre atomii de carbon se numește σ-bond; a doua legătură covalentă mai mică se numește legătura π.

În molecula liniară de acetilenă

Există legături σ între atomii de carbon și hidrogen, o legătură σ între doi atomi de carbon și două legături π între aceiași atomi de carbon. Două legături π sunt situate deasupra sferei de acțiune a legăturii σ în două planuri reciproc perpendiculare.

Toți cei șase atomi de carbon din molecula benzenului ciclic C6H6 se află în același plan. Între atomii de carbon din planul inelului, legăturile σ-acționează; aceleași legături există pentru fiecare atom de carbon cu atomi de hidrogen. Atomii de carbon consumă trei electroni pentru a realiza aceste legături. Norii celor patru electroni de valență de atomi de carbon, care au forma celor opt, sunt localizați perpendicular pe planul moleculei de benzen. Fiecare astfel de nor se suprapune în mod egal cu norii electronici ai atomilor de carbon vecini. În molecula benzenică, nu se formează trei legături π separate, ci un singur sistem de electroni π de șase electroni, comun tuturor atomilor de carbon. Legăturile dintre atomii de carbon din molecula benzenului sunt exact aceleași.

Atomii în gazele simple (H2, Cl2 etc.) și compușii (H2O, NH3, CH4, CO2, HCI etc.) sunt legați printr-o legătură simplă covalentă. Compuși cu o legătură donor-acceptor - NH4 +. tetrafluoroborat BF4 - etc. Compuși cu o legătură semipolară - oxid de azot N2O, O - PCl3 +.

Cristale cu o legătură covalentă - sau. Exemple tipice de cristale atomice (atomii în care sunt legați prin legături covalente (atomice)) pot servi. și.

1. I. Langmuir. Jurnalul American Chemical Society. - 1919. - Vol. 41. - 868 p.
2. ↑ L.Pauling. Natura legăturii chimice. - M.-L. Editura de literatură chimică, 1947. - P. 16. - 440 p.
3. Gillespie R. Geometria moleculelor. - M: "Lumea", 1975. - p. 49. - 278 p.
4. Poling.L. Pauling P. Chimie. - "Lumea", 1978. - p. 129. - 684 p.
5. Curs de chimie generală Nekrasov B.V. - 14. - M. ed. literatură chimică, 1962. - P. 110. - 976 p.
6. Daniels F. Alberti R. Chimie fizică. - M. "Lumea", 1978. - p. 453. - 646 p.
7. Akhmetov NS Chimie anorganică. - ed. A doua revizie. și suplimentare. - M. High School, 1975. - p. 60. - 672 p.
8. Dictionar chimic encyclopedic / Ch. Ed. IL Knunyants. - M. Sov. encyclopedia, 1983. - p. 132. - 792 p.

• "Dicționar encyclopedic chimic", M. "Enciclopedia sovietică", 1983, p.264.

Tema lecției: Conexiune nepolară covalentă

Tipul lecției: Lecția de detașare a cunoștințelor noi

Scopul lecției: Până la sfârșitul lecției, elevii pot defini legături chimice covalente.

Ei sunt capabili să scrie scheme pentru formarea unei legături covalente pentru moleculele diatomice.

1. Elevii: (procesul și rezultatele cunoașterii cunoștințelor, aptitudinilor și competențelor)

abilități, fundamentele concepției lumii):

-asigurați înțelegerea conținutului materialului de formare

toți elevii, pentru a forma abilitățile de bază de formare

2. Dezvoltarea (procesul și rezultatele dezvoltării personalității):

-Pentru a stimula interesul în secțiunea de chimie "Structura materiei"

3.Inspândirea (procesul și rezultatele educației personalității):

-să promoveze descoperirea

-Ce este electronegativitatea?

-Ce elemente ale EO sunt cele mai mici?

-Ce elemente au cel mai mare EO?

-Cum schimbă EO din stânga-dreapta în sistemul periodic?

-Cum in sistemul periodic se schimba EO de sus in jos?

-Ce elemente renunță la electroni în reacțiile chimice?

-Ce elemente iau electroni în reacțiile chimice?

-Câți electroni la nivelul energiei externe ar trebui să fie în elementele principalelor subgrupe?

3. Explicarea noului material

Pe baza conceptului de "electronegativitate a elementelor", se poate prezice tipul de legătură chimică în substanțe simple și complexe.

Legătura chimică este împărțită în patru tipuri:

Vom analiza în ce cazuri va fi observat un anumit tip de legătură chimică.

A) Se formează o legătură covalentă nepolară între elementele chimice ale căror electronegativități sunt egale. EO 1 = EO 2. între două nemetale identice.

Exemple de legare covalentă nepolară:

H 2 Cl 2 Br 2 F 2 I 2 N 2 O 2.

B) Se formează o legătură polară covalentă între elementele chimice ale căror electronegativități sunt diferite. Dar nu puternic. EO 1

Articole similare

• Polaritatea și polarizabilitatea legăturii covalente și a moleculelor - stadopedia

• Polaritatea și polarizabilitatea legăturilor covalente - cartea de referință chimică 21

Trimiteți-le prietenilor: