Legături chimice

Frumusețea simetrică a cristalelor de gheață, strălucirea strălucitoare a fețelor cu diamante sunt cauzate de tipul de legături dintre atomii acestor substanțe. Proprietățile substanțelor, reacțiile lor cu alte substanțe sunt determinate de tipul de legături (vezi și articolul "Reacții chimice") între atomi. Legăturile chimice sunt un subiect complex și, pentru ao înțelege, trebuie să avem o idee despre structura atomului.

Conexiunile și structura atomului

Atomii tind să stabilitate, și de a face acest lucru au nevoie să comunice cu alți atomi. Atom este stabil atunci când stratul de energie externă (coajă de electroni) este umplut. Intr-un atom de argon strat exterior este complet umplut. Atom este stabil și, prin urmare, nu formează legături cu alți atomi. Cei mai mulți atomi de mai multe coji de electroni. Prima Cămașa poate fi de 2 electroni, al doilea și al treilea - la 8 atomi, deși unele elemente în compușii pot avea pe al treilea nivel de până la 18 electroni. Atunci când învelișul este umplut, electronii încep să umple următorul. Amplasarea electronilor în jurul nucleului se numește configurația de electroni. Configurația electronică este scrisă ca o secvență de numere după elementul simbol. Pentru a umple atomul invelisul exterior intră în proprietatea comună a electronilor cu alți atomi (formează legături covalente sau metalice), le ia sau doneaza electronii (formând o legătură ionică).

Legătura covalentă

O legătura covalentă apare atunci când atomii primesc electroni într-o "posesie comună". Deci, atomul de hidrogen are un electron, iar în molecula de hidrogen doi atomi au doi electroni obișnuiți, iar cojile de energie ale atomilor sunt umplute. Și într-o moleculă de atomi de dioxid de carbon sunt conectați printr-o legătură covalentă, fiecare atom furnizând doi electroni pentru a comunica cu partenerul. Această relație se numește dublă.

În metale și compuși constând exclusiv din nemetale, de obicei apar legături covalente. În majoritatea compușilor covalenți, atomii se combină în molecule. Dacă legăturile covalente dintre atomii din moleculă sunt puternice, atunci interacțiunea moleculelor este mult mai slabă. Din acest motiv, compușii covalenți se topesc de obicei și se fierb la o temperatură destul de scăzută. iar multe dintre ele în condiții normale sunt lichide sau gaze. Modelele Shell ajută la înțelegerea comportamentului chimic al atomilor, dar, de fapt, atomii sunt aranjați puțin diferit, iar poziția electronilor nu poate fi fixată cu exactitate.

Mulți compuși covalente nu sunt doar ușor să se topească și se fierbe, dar nu se dizolvă în apă (de exemplu, ulei) și nu conduc electricitatea (excepție - grafit). Gheața - apă în stare solidă. Încălzirea reduce atracția reciprocă a moleculelor de apă, iar pe gheață se topește. Unele elemente covalente (de exemplu, carbon) și mulți compuși covalenți nu constau din molecule individuale. Fiecare atom are o legătură covalentă cu adiacente, și formează o moleculă uriașă, extrem de puternic. Astfel de materiale sunt topite numai la temperaturi foarte ridicate. Uriașa molecula Silicea toți atomii de siliciu sunt legați la trei atomi de oxigen și încă unul în spatele - deasupra.

Ion legături

Legăturile ionice sunt create de atomi care dau sau primesc electroni. Legăturile ionice apar în compușii metalici cu metale nemetalice. Atomii metalului dau electroni din carcasa lor exterioară în carcasa exterioară a atomului nemetal. Un atom care a pierdut sau a primit un electron este numit ion. Ionul are o sarcină electrică, deoarece numărul de protoni încărcați pozitiv nu este egal cu numărul de electroni încărcați negativ. Un atom care a pierdut un electron este încărcat pozitiv și se numește un cation. Atomii care atașează electronii devin anioni. Anionul este încărcat negativ, deoarece are mai mulți electroni decât protonii.

Cantitatea de încărcare este scris după ionul din titlu. De exemplu, înregistrarea Na + înseamnă că sodiu pierde un electron, CI reprezintă un atom de clor, un electron atașat și D2 indică faptul că atomul de oxigen a primit doi electroni încărcate negativ. Ionii cu sarcini opuse atrage reciproc, și există legătura ionică între atomii. Compușii ionici nu constau din molecule individuale. Toți ionii împreună formează rețeaua cristalină. De exemplu, ionii de sodiu și clorura sunt combinate pentru a forma o clorură de sodiu - clorură de sodiu.

Legăturile dintre ioni sunt puternice, astfel încât compușii ionici se topesc și se fierb la temperatură ridicată. dar rămân solizi la temperatura camerei. Mulți compuși ionici se dizolvă în apă, dar nu se dizolvă în solvenți organici, de exemplu, în uleiuri. În ionii de soluție sunt capabili să se miște liber, deci astfel de soluții conduc un curent electric. Ele sunt numite electroliți.

Îmbinarea metalică

Legătura metalică se găsește în compușii metalici. Cationii (atomi care au pierdut electroni și au primit o sarcină pozitivă) formează o rețea metalică în care electronii se mișcă liber. Forțele. acționând între electroni și cationi sunt semnificativi, astfel încât majoritatea metalelor se topește numai la temperaturi ridicate, iar din cauza electronilor liberi, metalele conduc căldură și curent electric.

valență

Valenței - este numărul de electroni care atom trebuie Mai mult sau pentru a finaliza învelișul exterior cântă. Sera lipsesc doi electroni. Valence de sulf 2. sodiu trebuie să dea un electron. 1. valență element de valența obicei, depinde de locul în tabelul periodic. Astfel, elementele din grupa 1 ar trebui să dea un singur electron și o valență egal cu 1. Elementele din grupa 2 trebuie să dea 2 electroni de valență și 2. Elemente din grupele 5, 6 și 7 trebuie să dobândească electroni și valența lor respectiv, 3, 2 și 1 . Fa fluor (grupa a 7), pe învelișul exterior 7 al electronilor. Pentru a umple plicul exterior 1 nevoie de electroni fluor și o valență egal cu 1. Fosfor (grupa 5-a) are 5 electroni în învelișul exterior și să umple are nevoie de mai valenței fosfor 3. 3. valența ionului este egală cu mărimea taxei. De exemplu, un ion de oxid (O2-) 2 are o sarcină negativă, și valență 2. Anumite elemente, cum ar fi fierul, pot forma diverși ioni (Fe2 + și Fe3 +). Astfel de elemente au o valență diferită. Numerele romane Următoarele numele ionului, cum ar fi fier (II) și fier (III), indică valenței.

Modificări alotropice

Unele elemente se găsesc în diferite modificări fizice, în care atomii lor sunt în mod diferit legați. Diamantul și grafitul sunt modificări alotrope ale carbonului. În diamant, fiecare atom de carbon este asociat cu alte patru. Toți atomii sunt împachetați dens, așa că diamantul este foarte greu. În grafit, fiecare atom este asociat cu alte trei. Atomii formează straturi, conexiunile dintre care sunt slabe. Acest lucru explică moliciunea grafitului. Carbonul are oa treia modificare - fulleren. În el, 60 de atomi sunt interconectați și formează o sferă. Modificările alotropice există în alte elemente, inclusiv în fosfor și sulf. Angajații ABC au creat acest "mic om molecular" prin combinarea a 28 de molecule de monoxid de carbon. Dacă 20 000 de astfel de "oameni mici" "ia mâinile", atunci lățimea lanțului va fi egală cu grosimea părului.