Ovisnost svojstava tvari o njihovoj strukturi. Hemijska veza

Ovisno o stanju u kojem se spojevi nalaze u prirodi, dijele se na molekularne i nemolekularne. U molekularnim supstancama, najmanje strukturne čestice su molekule. Ove supstance imaju molekularnu kristalnu rešetku. U nemolekularnim supstancama, najmanje strukturne čestice su atomi ili ioni. Njihova kristalna rešetka je atomska, jonska ili metalna.

Vrsta kristalne rešetke u velikoj mjeri određuje svojstva tvari. Na primjer, metali koji imaju tip metalne rešetke, različit od svih ostalih elemenata visoka plastičnost, električna i toplotna provodljivost. Ova svojstva, kao i mnoga druga - savitljivost, metalni sjaj itd. uzrokovane su posebnom vrstom veze između atoma metala - metalni spoj. Treba napomenuti da se svojstva svojstvena metalima pojavljuju samo u kondenziranom stanju. Na primjer, srebro u plinovitom stanju nema fizička svojstva metala.

Posebna vrsta veze u metalima - metalna - uzrokovana je nedostatkom valentnih elektrona, pa su one zajedničke za cijelu strukturu metala. Najjednostavniji model strukture metala pretpostavlja da se kristalna rešetka metala sastoji od pozitivnih jona okruženih slobodnim elektronima, kretanje elektrona se odvija haotično, poput molekula plina. Međutim, takav model, iako kvalitativno objašnjava mnoga svojstva metala, pokazuje se kao nedovoljan kada se kvantitativno testira. Dalji razvoj teorije metalnog stanja doveo je do stvaranja trakasta teorija metala, koji se zasniva na konceptima kvantne mehanike.

Lokacije kristalne rešetke sadrže katione i atome metala, a elektroni se slobodno kreću kroz kristalnu rešetku.

Karakteristično mehaničko svojstvo metala je plastika, zbog posebnosti unutrašnje strukture njihovih kristala. Pod plastičnošću se podrazumijeva sposobnost tijela pod utjecajem vanjskih sila da se deformiraju, koja ostaje i nakon prestanka vanjskog utjecaja. Ovo svojstvo metala omogućava im da se tokom kovanja oblikuju u različite oblike, metal se može valjati u limove ili uvlačiti u žicu.

Plastičnost metala je zbog činjenice da se, pod vanjskim utjecajem, slojevi iona koji formiraju kristalnu rešetku pomiču jedan u odnosu na drugi bez lomljenja. To se događa kao rezultat činjenice da pomaknuti elektroni, zbog slobodne preraspodjele, nastavljaju komunicirati između jonskih slojeva. Kada je čvrsta tvar s atomskom rešetkom podvrgnuta mehaničkom djelovanju, njeni pojedinačni slojevi se pomjeraju i adhezija između njih se prekida zbog prekida kovalentnih veza.

Ako čvorovi kristalne rešetke sadrže joni, tada se te supstance formiraju jonski tip kristalne rešetke.

To su soli, kao i oksidi i hidroksidi tipičnih metala. To su tvrde, lomljive materije, ali je njihov glavni kvalitet : rastvori i taline ovih jedinjenja provode električnu struju.

Hemijska struktura (struktura) odnosi se na red relativnog rasporeda u prostoru atoma koji čine molekulu i vrste kemijskih veza između njih. Tvorac teorije strukture organskih jedinjenja A.M. Butlerov (1828–1886). Ukratko, glavne odredbe Butlerovljeve teorije mogu se formulirati na sljedeći način:

1) hemijska svojstva organskih jedinjenja nisu određena toliko njihovim sastavom koliko njihovom strukturom;

2) različiti atomi i grupe atoma u organskom molekulu međusobno utiču jedni na druge;

3) hemijska struktura molekula može se predstaviti samo jednom formulom, koja izražava sva hemijska svojstva date supstance.

1.4. Izomeri. Vrste izomerizma

Izomerizam– fenomen postojanja više supstanci istog elementarnog sastava i molekulske mase.

Izomeri– molekule istog sastava, ali različite strukture i, shodno tome, različitih svojstava.

Primjer zavisnosti svojstava supstanci od njihove hemijske strukture dat je u tabeli. 2.

Tabela 2

Ovisnost svojstava o hemijskoj strukturi

Ove dvije izomerne supstance također imaju dramatično različite biološke efekte na organizme.

Koncept "strukture" uključuje tri aspekta:

(A) Hemijski strukturu– vrsta i red alternacije atoma u molekulu;

(B) Elektronska struktura– vrsta hemijskih veza između atoma (–; =; );

(IN) Prostorna struktura– priroda međusobnog rasporeda atoma jedan prema drugom u prostoru.

Prema tome, postoje tri grupe izvora izomerizma.

A) Razlika u hemijskoj strukturi:

    Izomerija C-skeleta

(a) (b)

n-butan

izobutan ciklopentan metil-c-butan

    Različite pozicije funkcionalnih grupa


OH [propanol-1] OH [propanol-2]

    Različite vrste funkcionalnih grupa (metamerizam)

izomeri



kiselina] aminoetanska kiselina]

Vidi također primjer iz tabele. 2.

B) Razlika u elektronskoj strukturi:

    Različite vrste i pozicije višestrukih veza

(izomeri

[butadien-1,3] [butin-1] [butin-2]

Konvencionalne strukturne formule odražavaju samo ova dva (A i B) aspekta strukture molekula.

C) PROSTORNA IZOMERNOST (ili stereoizomerizam):

Takvi izomeri imaju isti red veze između atoma, ali se razlikuju po prostornom rasporedu atoma ili grupa atoma koji ih čine. Za prikaz prostorne strukture koriste se posebne tehnike.

To uključuje:

(5) Cis-trans izomerizam– različit raspored atoma u odnosu na dvostruku vezu (a) ili ravan prstena (b):

Primjer (a) – stereoizomeri butena-2:


[cis-buten-2] [trans-buten-2]

Primjer (b) – stereoizomeri:

cis oblik trans form

(6) Optička (ogledala) izomerija

Ovaj fenomen je zbog prisustva asimetričnih atoma ugljika u molekulima; raspravlja se u odjeljcima “Hidroksikiseline” i “Ugljikohidrati”.

(7) Konformacioni izomerizam

Većinu supstanci karakteriše sposobnost, u zavisnosti od uslova, da budu u jednom od tri agregatna stanja: čvrstom, tečnom ili gasovitom.

Na primjer, voda pri normalnom pritisku u temperaturnom opsegu 0-100 o C je tečnost, na temperaturama iznad 100 o C može postojati samo u gasovitom stanju, a na temperaturama ispod 0 o C je čvrsta.
Supstance u čvrstom stanju dijele se na amorfne i kristalne.

Karakteristična karakteristika amorfnih supstanci je odsustvo jasne tačke topljenja: njihova fluidnost se postepeno povećava sa povećanjem temperature. Amorfne supstance uključuju spojeve kao što su vosak, parafin, većina plastike, staklo itd.

Međutim, kristalne supstance imaju specifičnu tačku topljenja, tj. tvar s kristalnom strukturom prelazi iz čvrstog u tekuće stanje ne postepeno, već naglo, nakon postizanja određene temperature. Primjeri kristalnih supstanci uključuju kuhinjsku so, šećer i led.

Razlika u fizičkim svojstvima amorfnih i kristalnih čvrstih materija prvenstveno je posledica strukturnih karakteristika takvih supstanci. Koja je razlika između tvari u amorfnom i kristalnom stanju najlakše je razumjeti iz sljedeće ilustracije:

Kao što vidite, u amorfnoj tvari, za razliku od kristalne, nema reda u rasporedu čestica. Ako u kristalnoj supstanci mentalno povežete dva atoma blizu jedan drugom ravnom linijom, možete otkriti da će iste čestice ležati na ovoj liniji u strogo određenim intervalima:

Dakle, u slučaju kristalnih supstanci, možemo govoriti o takvom konceptu kao što je kristalna rešetka.

Kristalna rešetka naziva se prostorni okvir koji povezuje tačke u prostoru u kojima se nalaze čestice koje formiraju kristal.

Tačke u prostoru na kojima se nalaze čestice koje formiraju kristal nazivaju se čvorovi kristalne rešetke .

Ovisno o tome koje se čestice nalaze na čvorovima kristalne rešetke, razlikuju se: molekularni, atomski, jonski I metalne kristalne rešetke .

U čvorovima molekularne kristalne rešetke
Kristalna rešetka leda kao primjer molekularne rešetke

Postoje molekuli unutar kojih su atomi povezani jakim kovalentnim vezama, ali se sami molekuli drže jedan blizu drugog slabim intermolekularnim silama. Zbog tako slabih međumolekularnih interakcija, kristali s molekularnom rešetkom su krhki. Takve supstance se razlikuju od supstanci sa drugim tipovima strukture po znatno nižim tačkama topljenja i ključanja, ne provode električnu struju i mogu se, ali ne moraju, rastvoriti u različitim otapalima. Otopine takvih jedinjenja mogu ili ne moraju provoditi električnu struju, ovisno o klasi jedinjenja. Jedinjenja s molekularnom kristalnom rešetkom uključuju mnoge jednostavne tvari - nemetale (očvrsli H 2, O 2, Cl 2, ortorombni sumpor S 8, bijeli fosfor P 4), kao i mnoge složene tvari - vodikova jedinjenja nemetala, kiseline, oksidi nemetala, većina organskih tvari. Treba napomenuti da ako je tvar u plinovitom ili tekućem stanju, neprikladno je govoriti o molekularnoj kristalnoj rešetki: ispravnije je koristiti termin molekularni tip strukture.

Kristalna rešetka dijamanta kao primjer atomske rešetke
U čvorovima atomska kristalna rešetka

postoje atomi. Štaviše, svi čvorovi takve kristalne rešetke su "povezani" zajedno jakim kovalentnim vezama u jedan kristal. U stvari, takav kristal je jedan divovski molekul. Zbog svojih strukturnih karakteristika, sve supstance sa atomskom kristalnom rešetkom su čvrste, imaju visoke tačke topljenja, hemijski su neaktivne, nerastvorljive ni u vodi ni u organskim rastvaračima, a njihove taline ne provode električnu struju. Treba imati na umu da tvari s atomskom strukturom uključuju bor B, ugljik C (dijamant i grafit), silicijum Si iz jednostavnih supstanci i silicijum dioksid SiO 2 (kvarc), silicijum karbid SiC, bor nitrid BN iz složenih supstanci.

Za supstance sa jonska kristalna rešetka

mjesta rešetke sadrže ione povezane jedni s drugima ionskim vezama.
Budući da su jonske veze prilično jake, tvari s ionskom rešetkom imaju relativno visoku tvrdoću i vatrostalnost. Najčešće su topljivi u vodi, a njihove otopine, poput taline, provode električnu struju.
Supstance s ionskom kristalnom rešetkom uključuju soli metala i amonijuma (NH 4 +), baze i metalne okside. Siguran znak ionske strukture supstance je prisustvo u njenom sastavu i atoma tipičnog metala i nemetala.

Kristalna rešetka natrijevog klorida kao primjer ionske rešetke

uočeno u kristalima slobodnih metala, na primjer, natrijum Na, gvožđe Fe, magnezijum Mg, itd. U slučaju metalne kristalne rešetke, njeni čvorovi sadrže katione i atome metala, između kojih se kreću elektroni. U ovom slučaju, pokretni elektroni se periodično vežu za katione, neutrališući na taj način njihov naboj, a pojedinačni neutralni atomi metala zauzvrat „oslobađaju“ neke od svojih elektrona, pretvarajući se, zauzvrat, u katione. Zapravo, “slobodni” elektroni ne pripadaju pojedinačnim atomima, već cijelom kristalu.

Takve strukturne karakteristike dovode do činjenice da metali dobro provode toplinu i električnu struju i često imaju visoku duktilnost (savitljivost).
Rasprostranjenost temperatura topljenja metala je veoma velika. Na primjer, tačka topljenja žive je približno minus 39 ° C (tečnost u normalnim uvjetima), a volframa je 3422 ° C. Treba napomenuti da su u normalnim uslovima svi metali osim žive čvrste materije.

Test A6 Supstance molekularne i nemolekularne strukture. Vrsta kristalne rešetke. Ovisnost svojstava tvari o njihovom sastavu i strukturi. 1. Kristalna rešetka kalcijum hlorida je 1) jonska 2) molekularna 3) metalna 4) atomska 2. Molekularna struktura je 1) živa 2) brom 3) natrijum hidroksid 4) kalijum sulfat 3. Atom je strukturna čestica u kristalnu rešetku 1) metana 2 ) vodonika 3) kiseonika 4) silicijuma 4. Supstance koje su tvrde, vatrostalne i dobro rastvorljive u vodi, po pravilu imaju kristalnu rešetku: 1) molekularne 2) atomske 3) ionske 4 ) metalni 5. Molekularna kristalna rešetka ima 1) HBr 2) K2O 3) BaO 4) KCl 6. Supstance sa atomskom kristalnom rešetkom 1) veoma tvrde i vatrostalne 2) krte i topljive 3) provode električnu struju u rastvorima 4) provode električna struja u talini. 7. Molekularna kristalna rešetka ima 1) Ca3P2 2) CO2 3) SO2 4) AlF3 8. Svaka od supstanci koje se nalaze u redu 1) natrijum, natrijum hlorid, natrijum hidrid 2) kalcijum, kalcijum oksid, kalcijum karbonat 3 ima jonska kristalna rešetka ) natrijum bromid, kalijum sulfat, gvožđe (II) hlorid 4) magnezijum fosfat, kalijum hlorid, fosforov oksid (V) 9. Kristalna rešetka grafita 1) ionska 2) molekularna 3) atomska 4) supstancija tvrdoća i vatrostalnost, dobra rastvorljivost u vodi, po pravilu imaju kristalnu rešetku 1) molekularnu 2) ionsku 3) atomsku 4) metalnu 11. Molekularnu kristalnu rešetku ima 1) silicijum 2) ugljen monoksid (IV) 3) silicijum dioksid 4) amonijum nitrat 12. Kristalna rešetka halogena 1) atomska 2) jonska 3) molekularna 4) metalna 13. Supstance sa atomskom kristalnom rešetkom uključuju 1) natrijum, fluor, sumporov oksid (IV) 2) olovo, azotnu kiselinu, magnezijum oksid 3) bor, dijamant, silicijum karbid 4) kalijum hlorid, beli fosfor, jod 14. Molekularna struktura ima 1) cink 2) barijum nitrat 3) kalijum hidroksid 4) bromovodonik 15. Supstance koje su čvrste, izdržljive, sa visoka tačka topljenja, čije taline provode električnu struju, imaju kristalnu rešetku 1) metalnu 2) molekularnu 3) atomsku 4) ionsku 16. Joni su strukturne čestice 1) kiseonika 2) vode 3) ugljenmonoksida (IV) 4) natrijum hlorid 17. Svi nemetali grupe 1) ugljenik, bor, imaju nemolekularnu strukturu silicijum 3) kiseonik, sumpor, azot 2) fluor, brom, jod 4) hlor, fosfor, selen 18. Slična kristalna struktura od dijamanta ima 1) silicijum dioksid 2) natrijum oksid 3) ugljen oksid (II) 4) beli fosfor P4 19. Atom je strukturna čestica u kristalnoj rešetki 1) metana 2) vodonika 3) kiseonika 4) silicijuma 20. Svaka od dve supstance ima molekularnu kristalnu rešetku 1) grafita i dijamanta 2) silicijuma i joda 3) hlora i ugljen monoksida (IV) 4) barijum hlorid i barijum oksid 21. Svaka od dve supstance ima atomsku kristalnu rešetku 1) silicijum oksid (IV) i ugljen monoksid (IV) 2) grafit i silicijum 3) kalijum hlorid i natrijum fluorid 4) hlor i jod 22. Molekularnu strukturu ima 1) natrijum 2) fruktoza 3) natrijum fosfat 4) natrijum oksid 23. Molekularna kristalna rešetka je karakteristična za svaku od supstanci koje se nalaze u nizu 1) kalijum hlorid, azot, metan 2) jod, ugljen dioksid, ozon 3) aluminijum, brom, dijamant 4) vodonik, magnezijum sulfat, gvožđe (III) oksid 24. Silicijum oksid je vatrostalan, nerastvorljiv u vodi. Njegova kristalna rešetka je 1) atomska 2) molekularna 3) ionska 4) metalna 25. U zavisnosti od prirode čestica koje formiraju kristal i prirode interakcijskih sila između njih, razlikuju se četiri tipa kristalnih rešetki: 1) ionske, atomske, molekularne i metalne 2) ionske, kovalentne, atomske i molekularne 3) metalne, kovalentne, atomske i molekularne 4) ionske, kubične, trokutaste i slojevite 26. Kristalna rešetka leda: 1) atomska 2) molekularna 3) ionska 4) metalni 27. Označite da supstanca koja je u čvrstom stanju ima molekularnu kristalnu rešetku. 1) grafit 2) natrijum 3) natrijum hidroksid 4) vodonik 28. Navedite supstancu koja u čvrstom stanju ima atomsku kristalnu rešetku: 1) hlorovodonik 2) hlor 3) silicijum oksid (IV) 4) kalcijum oksid 29. Za čvrste materije sa metalnom kristalnom rešetkom karakteriše visoka... 1) rastvorljivost u vodi 2) elektronegativnost atoma 3) isparljivost 4) električna provodljivost 30. Kristalnu supstancu formiraju Na+ i OH- čestice. Kojoj vrsti kristalne rešetke pripada ova supstanca? 1) atomska 2) molekularna 3) jonska 4) metalna 31. Svaka od dvije supstance ima nemolekularnu strukturu: 1) S8 i O2 2) Fe i NaCl 3) CO i Mg 4) Na2CO3 i I2 32. Supstanca sa molekularna struktura je 1) ozon 2) barijum oksid 3) grafit 4) kalijum sulfid 33. Atomska kristalna rešetka jednostavne supstance: 1) dijamant 2) bakar 3) fluor 4) kalaj 34. Izjava da je strukturna čestica data supstanca je molekul važi samo za 1) dijamant 2) kuhinjsku so 3) silicijum 4) azot 35. Jonska kristalna rešetka ima 1) vodu 2) natrijum fluorid 3) srebro 4) brom 36. Jednostavne supstance koje imaju isti tip kristalne rešetke formiraju elementi 1) malih perioda 3) sekundarnih podgrupa 2) glavnih podgrupa 4) velikih perioda 37. Kristalna struktura, slična strukturi dijamanta, ima: 1) silicijum SiO2 2) natrijum oksid Na2O 3) ugljenik(II) CO 4) beli fosfor P4 38. Fosfin PH3 je gas. Njegova kristalna rešetka je 1) atomska 2) molekularna 3) jonska 4) metalna 39. Kristali su napravljeni od molekula. 1) šećer 2) so 3) dijamant 4) srebro 40. Kristali 1) šećera 2) natrijum hidroksida 3) dijamanta 4) srebra sastoje se od suprotno naelektrisanih jona 41. Koje čestice formiraju kristal natrijum nitrata? 1) Atomi Na, N i O 3) Joni Na+, NO3+ 5+ 22) Joni Na, N, O 4) Molekuli NaNO3 42. Procijenite ispravnost sudova o odnosu strukture i svojstava tvari. A. Među supstancama molekularne strukture postoje gasovite, tečne i čvrste pod normalnim uslovima. B. Supstance sa atomskom kristalnom rešetkom su čvrste pod normalnim uslovima. 1) tačno je samo A 2) tačno je samo B 3) oba suda su tačna 4) oba suda su netačna 43. Ocijenite ispravnost sudova o odnosu strukture i svojstava supstance: A. Ako postoji jaka hemijska veza između čestica u kristalu, tada je supstanca vatrostalna. B. Sve čvrste supstance imaju nemolekularnu strukturu 1) tačno je samo A 2) tačno je samo B 3) oba suda su tačna 4) oba suda su netačna 44. Koje od sledećih tvrdnji su tačne: A. Supstance sa molekularne rešetke imaju niske tačke topljenja i nisku električnu provodljivost. B. Supstance sa atomskom rešetkom su plastične i imaju visoku električnu provodljivost. 1) samo A je tačno 2) samo je B tačno 3) oba suda su tačna 4) oba suda su netačna 45. Uspostavite korespondenciju između supstance i tipa njene kristalne rešetke. SUPSTANCA VRSTA KRISTALNE REŠETKE 1) kuhinjska so A) molekularna 2) srebro B) jonska 3) ugljendioksid C) atomska 4) grafit D) metal 5) glukoza 46. Uspostavite korespondenciju između vrste kristalne rešetke i svojstava supstanci . VRSTA KRISTALA SVOJSTVA REŠETKE SUPSTANCI A) jonske 1) čvrste, vatrostalne, ne rastvaraju se u vodi B) metalne 2) krte, topljive, ne provode električnu struju C) atomske 3) plastične, imaju različite tačke topljenja, provode električnu struju D) molekularna 4 ) čvrsta, vatrostalna, dobro se otapa u vodi 47. Označite seriju koju karakteriše smanjenje dužine hemijske veze 1) SiCl4, MgCl2, AlCl3, NaCl 2) NaCl, MgCl2, SiCl4, AlCl3 3) NaCl , SiCl4, MgCl2, AlCl3 4) NaCl, MgCl2, AlCl3, SiCl4 48. Procijenite ispravnost prosudbi o odnosu između strukture i svojstava tvari. O. Ako postoji jaka hemijska veza između čestica u kristalu, tada supstanca lako isparava. B. Svi plinovi imaju molekularnu strukturu. 1) samo A je tačno 2) samo B je tačno 3) oba suda su tačna 4) oba suda su netačna

Predavanje 7
Ovisnost svojstava tvari o njihovim
zgrade. Hemijska veza. Basic
vrste hemijskih veza.
Obuhvaćena pitanja:
1. Nivoi organizacije materije. Hijerarhija strukture.
2. Supstance molekularne i nemolekularne strukture.
3.
4. Razlozi nastanka hemijskih veza.
5. Kovalentna veza: mehanizmi nastanka, metode
atomsko orbitalno preklapanje, polaritet, dipolni moment
molekule.
6. Jonska veza.
7. Poređenje polarnih kovalentnih i jonskih veza.
8. Poređenje svojstava supstanci sa kovalentnim polarnim i
jonske veze.
9. Metalni priključak.
10. Intermolekularne interakcije.

Supstanca (više od 70 miliona)
Šta trebate znati o svakoj tvari?
Formula (od čega se sastoji)
Struktura (kako radi)
Fizička svojstva
Hemijska svojstva
Načini dobijanja
(laboratorijski i industrijski)
6. Praktična primjena
1.
2.
3.
4.
5.

Hijerarhija strukture materije
Sve supstance
sastoji se od
atoma, ali ne
sve je od
molekule.
Atom
Molekula
Za sve supstance
Samo za supstance
molekularni
zgrade
Nano nivo
Za sve supstance
Volumetrijski (makro)
nivo
Za sve supstance
Sva 4 nivoa su predmet proučavanja hemije

Molekularne supstance
i nemolekularne strukture

Supstance
Molekularno
zgrade
Nemolekularni
zgrade
Sastoji se od molekula
Sastoji se od atoma
ili joni
H2O, CO2, HNO3, C60,
skoro sve org. supstance
dijamant, grafit, SiO2,
metali, soli
Formula odražava
sastav molekula
Formula odražava sastav
jedinica formule

Supstance
Natrijum hlorid
Jedinica formule NaCl

Supstance
Silicijum dioksid
Jedinica formule SiO2
Mineraloški muzej Fersman nalazi se blizu ulaza u Neskučni vrt.
Adresa: Moskva, Lenjinski prospekt, zgrada 18, zgrada 2.

Raznolikost hemijskih struktura.
pogonsko gorivo
C5H6
Coronen
(superbenzen)
C24H12
cavitand
C36H32O8

Raznolikost hemijskih struktura.
catenane

Raznolikost hemijskih struktura.
catenane

Raznolikost hemijskih struktura.
Mobius traka

Molekula
Molekul je stabilan sistem koji se sastoji od nekoliko
atomska jezgra i elektroni.
Atomi se formiranjem spajaju u molekule
hemijske veze.
Glavna pokretačka snaga za formiranje molekula iz
atomi – smanjenje ukupne energije.
Molekule imaju geometrijski oblik koji karakteriše
udaljenosti između jezgara i uglovima između veza.

Glavna pokretačka snaga
formiranje hemijskih veza
između čestica materije -
smanjenje ukupne energije
sistemima.

Glavne vrste hemikalija
veze:
1.Ionic
2.Kovalentna
3.Metal
Osnovni intermolekularni
interakcije:
1.Vodične veze
2. Van der Waalsove veze

Jonska veza
Ako vezu formiraju atomi sa oštro različitim
vrijednosti elektronegativnosti (ΔOOE ≥ 1,7),
gotovo u potpunosti dijelio elektronski par
pomera prema elektronegativnijim
atom.
Na Cl
OEO 0,9 3.16
∆ 2,26
+Na
Anion
:Clcation
Hemijska veza između jona koja se javlja
zbog njihove elektrostatičke privlačnosti,
zove jonski.

Jonska veza
Kulonov potencijal je sferičan
simetričan, usmjeren u svim smjerovima,
stoga je jonska veza neusmjerena.
Kulonov potencijal nema
ograničenja u količini
dodani kontrajoni -
dakle jonska veza
nezasitan.

Jonska veza
Jedinjenja sa tipom jonske veze
čvrsta, visoko rastvorljiva u
polarni rastvarači, imaju visoku
tačke topljenja i ključanja.

Jonska veza
Kriva I: privlačenje jona ako
da li bi oni predstavljali
bodovne naknade.
Kriva II: odbijanje jezgara u
u slučaju neposredne blizine jona.
Kriva III: minimalna energija E0 at
odgovara krivulji
ravnotežno stanje jonskog
parova, u kojima su snage
privlačenje elektrona na jezgra
nadoknađen snagama
odbijanja jezgara među sobom
udaljenost r0,

Hemijska veza u molekulima
Hemijske veze u molekulima mogu se opisati sa
pozicije dvije metode:
- metoda valentnih veza, MBC
- molekularna orbitalna metoda, MMO

Metoda valentne veze
Heitler-Londonska teorija
Osnovne odredbe BC metode:
1. Vezu formiraju dva elektrona sa suprotnim
okreće se, a talasni talasi se preklapaju
funkcije i gustina elektrona između njih
jezgra.
2. Veza je lokalizirana u smjeru maksimuma
preklapajuće Ψ-funkcije elektrona. Što jači
preklapanja, veza je jača.


dsv - dužina
komunikacije;
ESV - energija
komunikacije.

Formiranje molekule vodonika:
N· + ·N → N:N
Kada se dva atoma spoje
nastaju privlačne sile i
odbojnost:
1) privlačnost: „elektron-nukleus“
susjedni atomi;
2) odbojnosti: „jezgro do srži“,
"elektron-elektron" susedni
atomi.

Formiranje molekule vodonika:
Molekularno
oblak dva elektrona,
imaju maksimum
elektronska gustina.

Hemijsko vezivanje se vrši zajedničkim
elektronski par se naziva kovalentnim.
Zajednički elektronski par može biti formiran od dva
načini:
1) kao rezultat ujedinjenja dva nesparena elektrona:
2) kao rezultat socijalizacije nepodeljenih
elektronski par od jednog atoma (donor) i prazan
orbitale drugog (akceptora).
Dva mehanizma za formiranje kovalentnih veza:
razmjenu i donator-akceptor.




gustina komunikacije se javlja duž linije,
povezujući centre atoma (jezgre), onda ovo
preklapanje se naziva σ-spoj:

Metode preklapanja atomskih orbitala sa
formiranje kovalentne veze
Ako je formiranje maksimalne elektronske
gustina veze se javlja sa obe strane
linija koja povezuje centre atoma (jezgra), zatim
takvo preklapanje se naziva π-vezom:

Polarna i nepolarna kovalentna veza
1) Ako vezu čine identični atomi,
dvoelektronski komunikacioni oblak distribuiran u
prostor simetrično između njihovih jezgara - takav
veza se naziva nepolarna: H2, Cl2, N2.
2) ako vezu čine različiti atomi, oblak veze
pomaknut prema elektronegativnijem atomu
- takva veza se naziva polarnom: HCl, NH3, CO2.

Polarna kovalentna veza
Dipolni moment sprege
Dipole
H+δCl-δ ili H+0,18Cl-0,18
Gdje je ±δ efektivno
atomski naboj, frakcija
apsolutni naboj
elektron.


Ne miješati sa oksidacijskim stanjem!
l
Proizvod efektivnog naboja i dužine dipola
naziva se električni moment dipola: μ = δl
Ovo je vektorska veličina: usmjerena od pozitivnog
naboj na negativan.

Polarna kovalentna veza
Dipolni moment molekula
Dipolni moment molekula jednak je zbiru
vektori dipolnih momenata veza, uzimajući u obzir
usamljeni elektronski parovi.
Jedinica dipolnog momenta
je Debye: 1D = 3,3·10-30 C·m.

Polarna kovalentna veza
Dipolni moment molekula
U proizvodu μ = δl, obje su veličine suprotno usmjerene.
Stoga moramo pažljivo pratiti uzrok
promjene μ.
na primjer,
CsF
CsCl
24
31
δ “izgubljen” l
CsI
HF
HCl
HBr
HI
37
5,73
3,24
2,97
1,14
obrnuto

Polarna kovalentna veza
Dipolni moment molekula
Može li molekul biti nepolaran ako
Jesu li sve veze u njemu polarne?
Molekuli AB tipa su uvijek polarni.
Molekuli tipa AB2 mogu biti i polarni i
nepolarni...
H2O
O
N
CO2
μ>0
N
O
WITH
μ=0
O

Polarna kovalentna veza
Molekule koje se sastoje od tri ili više atoma
(AB2, AB3, AB4, AB5, AB6) ,
mogu biti nepolarne ako su simetrične.
Na šta utiče prisustvo dipolnog momenta?
molekule?
Postoje intermolekularne interakcije, i
Posljedično, gustina tvari se povećava,
temperatura topljenja i temperatura ključanja.

Poređenje ionskih i kovalentnih polarnih veza
Opšte: ​​opšte obrazovanje
elektronski par.
Razlika: stepen
opšti pomak
elektronski par
(polarizacija veze).
Jonsko vezivanje treba smatrati ekstremom
slučaj polarne kovalentne veze.


polarne veze
Kovalentna veza: zasićena i usmjerena
Zasićenje (maksimalna valencija) -
određena sposobnošću atoma da se formira
ograničen broj priključaka (uzimajući u obzir oba
mehanizmi formiranja).
Smjer veze je određen kutom veze, koji zavisi od
tip hibridizacije orbitala centralnog atoma.
Jonska veza: nezasićena i neusmjerena.

Poređenje karakteristika jonskog i kovalentnog
polarne veze
Smjer veze je određen veznim uglovima.
Spojni uglovi se određuju eksperimentalno ili
predviđeno na osnovu teorije hibridizacije
atomske orbitale L. Paullinga ili teorija
Gillespie.
Više detalja o tome na seminarima.


kovalentne veze
Kovalentne veze
Atomski kristali
Između atoma
u samom kristalu
Visoka tvrdoća
visoka tºstopiti, tºboil
loša vrućina i
električna provodljivost
Molekularni kristali
Između atoma
u molekulu
Umjerena mekoća
prilično nisko
tºstopiti, tºprokuvati
loša vrućina i
Električna provodljivost
Nerastvorljivo u vodi

Poređenje svojstava supstanci sa jonskim i
kovalentne veze
molekularni kristal
Tačka topljenja 112,85 °C

Poređenje svojstava supstanci sa jonskim i
kovalentne veze
Atomski kovalentni kristal
Tačka topljenja ≈ 3700 °C

Poređenje svojstava supstanci sa jonskim i
kovalentne veze
Jonske veze
između jona
u kristalu
tvrdoća i lomljivost
visoka tačka topljenja
slaba toplotna i električna provodljivost
Rastvorljivo u vodi

Poređenje svojstava supstanci sa jonskim i
kovalentne veze
Jonski kristal
Tačka topljenja ≈ 800 °C

Metalni priključak
Metalnu vezu vrše elektroni,
koji pripada svim atomima u isto vreme.
Elektronska gustina
„elektronski gas“ je delokalizovan.
Karakteristično
metalni sjaj
Plastika
Duktilnost
Visoka temperatura i
električna provodljivost
Tačke topljenja
veoma različita.

Intermolekularne veze.
1. Vodikova veza
Privlačenje između atoma vodika (+) jednog
molekula i F, O, N (–) atoma drugog molekula
F
F
H
H
H
H
F
F
O
H3C
H
F
C
H
Polimer
(HF)n
O
C
O
H
CH3
Dimer
sirćetne kiseline
O
Vodikove veze su pojedinačno slabe,
ali kolektivno jaka

Intermolekularne veze.
2. Vodikova veza u DNK

Intermolekularne veze.
3. Vodikove veze u vodi
tečna voda
led

Intermolekularne veze.
4. Formiranje vodoničnih veza u
vode
tečna voda
transformacija
vode u led

Intermolekularne veze.
5. Van der Waalsove veze
Čak i ako ne postoje vodikove veze između molekula,
molekuli se uvijek privlače jedni prema drugima.
Privlačenje između molekularnih dipola naziva se van der Waalsova sprega.
Što je privlačnost jača:
1) polaritet; 2) molekularna veličina.
Primjer: metan (CH4) – plin, benzen (C6H6) – tekućina
Jedna od najslabijih c-d-v veza je između molekula
H2 (t.t. –259 oC, bt. –253 oC).
Interakcija između molekula je mnogo puta slabija od veze između atoma:
Ekow(Cl–Cl) = 244 kJ/mol, Evdv(Cl2–Cl2) = 25 kJ/mol
ali upravo to osigurava postojanje tečnog i čvrstog stanja materije

U predavanju su korišteni materijali profesora
Hemijski fakultet Moskovskog državnog univerziteta. Lomonosov
Eremin Vadim Vladimirovič
Hvala
za vašu pažnju!