.

Jūs žinote, kad atomai gali jungtis vienas su kitu ir sudaryti paprastas ir sudėtingas medžiagas. Tokiu atveju susidaro įvairių tipų cheminiai ryšiai: joninės, kovalentinės (nepolinės ir polinės), metalinės ir vandenilio. Viena iš svarbiausių elementų atomų savybių, nulemiančių, koks ryšys tarp jų susidaro – joninis ar kovalentinis – Tai elektronegatyvumas, t.y. junginio atomų gebėjimas pritraukti elektronus.

Sąlyginį kiekybinį elektronegatyvumo įvertinimą duoda santykinė elektronegatyvumo skalė.

Laikotarpiais pastebima bendra tendencija elementų elektronegatyvumui didėti, o grupėse – mažėti. Elementai yra išdėstyti serijomis pagal jų elektronegatyvumą, kurios pagrindu galima palyginti elementų, esančių skirtingais laikotarpiais, elektronegatyvumą.

Cheminio ryšio tipas priklauso nuo to, koks yra elementų jungiamųjų atomų elektronegatyvumo verčių skirtumas. Kuo labiau ryšį sudarančių elementų atomai skiriasi elektronegatyvumu, tuo cheminis ryšys poliariškesnis. Neįmanoma nubrėžti aštrios ribos tarp cheminių jungčių tipų. Daugumoje junginių cheminio ryšio tipas yra tarpinis; pavyzdžiui, labai polinis kovalentinis cheminis ryšys yra artimas joniniam ryšiui. Priklausomai nuo to, kuris iš ribinių atvejų cheminis ryšys yra artimesnis, jis klasifikuojamas kaip joninis arba kovalentinis polinis ryšys.

Joninis ryšys.

Joninė jungtis susidaro sąveikaujant atomams, kurie labai skiriasi vienas nuo kito elektronegatyvumu. Pavyzdžiui, tipiški metalai litis (Li), natris (Na), kalis (K), kalcis (Ca), stroncis (Sr), baris (Ba) sudaro joninius ryšius su tipiniais nemetalais, daugiausia halogenais.

Be šarminių metalų halogenidų, tokiuose junginiuose kaip šarmai ir druskos taip pat susidaro joninės jungtys. Pavyzdžiui, natrio hidrokside (NaOH) ir natrio sulfate (Na 2 SO 4) joninės jungtys egzistuoja tik tarp natrio ir deguonies atomų (likę ryšiai yra poliniai kovalentiniai).

Kovalentinis nepolinis ryšys.

Kai sąveikauja vienodo elektronegatyvumo atomai, susidaro molekulės su kovalentiniu nepoliniu ryšiu. Toks ryšys egzistuoja šių paprastų medžiagų molekulėse: H 2, F 2, Cl 2, O 2, N 2. Cheminiai ryšiai šiose dujose susidaro per bendras elektronų poras, t.y. kai atitinkami elektronų debesys persidengia, dėl elektronų ir branduolių sąveikos, kuri atsiranda atomams artėjant vienas prie kito.

Sudarant elektronines medžiagų formules reikia atsiminti, kad kiekviena bendra elektronų pora yra įprastas padidėjusio elektronų tankio vaizdas, atsirandantis dėl atitinkamų elektronų debesų persidengimo.

Kovalentinis polinis ryšys.

Kai sąveikauja atomai, kurių elektronegatyvumo reikšmės skiriasi, bet ne ryškiai, bendroji elektronų pora pereina į labiau elektronegatyvų atomą. Tai labiausiai paplitęs cheminių jungčių tipas, randamas tiek neorganiniuose, tiek organiniuose junginiuose.

Kovalentiniai ryšiai taip pat visiškai apima tuos ryšius, kurie susidaro donoro-akceptoriaus mechanizmu, pavyzdžiui, vandenilio ir amonio jonais.

Metalinė jungtis.

Ryšys, susidarantis dėl santykinai laisvųjų elektronų sąveikos su metalo jonais, vadinamas metaliniu ryšiu.Šis ryšio tipas būdingas paprastoms medžiagoms – metalams.

Metalo jungties susidarymo proceso esmė tokia: metalo atomai lengvai atsisako valentinių elektronų ir virsta teigiamai įkrautais jonais. Santykinai laisvi elektronai, atsiskyrę nuo atomo, juda tarp teigiamų metalo jonų. Tarp jų atsiranda metalinis ryšys, t.y. elektronai tarsi sucementuoja teigiamus metalų kristalinės gardelės jonus.

Vandenilinė jungtis.

Ryšys, susidarantis tarp vienos molekulės vandenilio atomų ir stipriai elektronegatyvaus elemento atomo(O, N, F) kita molekulė vadinama vandenilio jungtimi.

Gali kilti klausimas: kodėl vandenilis sudaro tokią specifinę cheminę jungtį?

Tai paaiškinama tuo, kad vandenilio atominis spindulys yra labai mažas. Be to, išstumdamas arba visiškai paaukodamas savo vienintelį elektroną, vandenilis įgauna santykinai didelį teigiamą krūvį, dėl kurio vienos molekulės vandenilis sąveikauja su elektronneigiamų elementų atomais, turinčiais dalinį neigiamą krūvį, kuris patenka į kitų molekulių sudėtį (HF). , H2O, NH3).

Pažvelkime į keletą pavyzdžių. Paprastai vandens sudėtį pateikiame chemine formule H 2 O. Tačiau tai nėra visiškai tikslu. Teisingiau būtų vandens sudėtį žymėti formule (H 2 O)n, kur n = 2,3,4 ir tt Tai paaiškinama tuo, kad atskiros vandens molekulės yra sujungtos viena su kita vandeniliniais ryšiais. .

Vandeniliniai ryšiai dažniausiai žymimi taškais. Jis yra daug silpnesnis už joninius ar kovalentinius ryšius, bet stipresnis už įprastą tarpmolekulinę sąveiką.

Vandenilio jungčių buvimas paaiškina vandens tūrio padidėjimą mažėjant temperatūrai. Taip yra dėl to, kad mažėjant temperatūrai molekulės stiprėja, todėl mažėja jų „pakavimo“ tankis.

Studijuojant organinę chemiją iškilo toks klausimas: kodėl alkoholių virimo temperatūra yra daug aukštesnė nei atitinkamų angliavandenilių? Tai paaiškinama tuo, kad vandeniliniai ryšiai susidaro ir tarp alkoholio molekulių.

Alkoholių virimo temperatūra taip pat padidėja dėl jų molekulių padidėjimo.

Vandenilinis ryšys būdingas ir daugeliui kitų organinių junginių (fenoliams, karboksirūgštims ir kt.). Iš organinės chemijos ir bendrosios biologijos kursų žinote, kad vandenilinės jungties buvimas paaiškina antrinę baltymų struktūrą, dvigubos DNR spiralės struktūrą, t.y. komplementarumo reiškinį.

Pirmiausia panagrinėkime amoniako molekulės NH3 struktūrą. Kaip jau žinote, išoriniame energijos lygyje azoto atomuose yra penki elektronai, iš kurių trys elektronai yra nesusiję. Būtent jie dalyvauja formuojant tris kovalentinius ryšius su trimis vandenilio atomais formuojant amoniako molekulę NH 3.

Trys bendros elektronų poros pasislenka link labiau elektroneigiamo azoto atomo, o kadangi amoniako molekulė yra trikampės piramidės formos (128 pav.), dėl elektronų porų poslinkio atsiranda dipolis, t.y. molekulė su dviem. stulpai.

Ryžiai. 128.
Amoniako molekulės struktūra

Amoniako molekulės (skystame amoniake) sąveikauja jungdamosi viena su kita:

Šis ypatingas cheminių tarpmolekulinių jungčių tipas, kaip jau žinote, vadinamas vandeniliniu ryšiu.

Amoniakas yra bespalvės aštraus kvapo dujos, beveik dvigubai lengvesnės už orą. Amoniako negalima įkvėpti ilgą laiką, nes jis yra nuodingas. Šios dujos lengvai suskystėja esant normaliam slėgiui ir -33,4 °C temperatūrai. Skystam amoniakui išgaravus iš aplinkos, sugeriama daug šilumos, todėl šaldymo agregatuose naudojamas amoniakas.

Amoniakas gerai tirpsta vandenyje: 20 °C temperatūroje 1 tūryje vandens ištirpsta apie 710 tūrių amoniako (129 pav.). Koncentruotas (25 % masės) amoniako vandeninis tirpalas vadinamas vandeniniu amoniaku arba amoniako vandeniu, o medicinoje naudojamas 10 % amoniako tirpalas – amoniaku. Vandeniniame amoniako tirpale susidaro silpnas junginys - amoniako hidratas NH 3 H 2 O.

Ryžiai. 129.
"Amoniako fontanas" (tirpina amoniaką vandenyje)

Jei į amoniako tirpalą įlašinsite kelis lašus fenolftaleino, tirpalas taps tamsiai raudonas, o tai rodo šarminę aplinką. Vandeninių amoniako tirpalų šarminė reakcija paaiškinama hidroksido jonų OH - buvimu:

Kai kaitiname fenolftaleinu dažytą amoniako tirpalą, spalva išnyks (kodėl?).

Laboratorinis eksperimentas Nr.30
Amoniako savybių tyrimas

Amoniakas reaguoja su rūgštimis, sudarydamas amonio druskas. Šią sąveiką galima pastebėti atliekant tokį eksperimentą: amoniako tirpale sudrėkintą stiklinę lazdelę ar stiklinę pridėkite prie kitos lazdelės ar stiklinės, suvilgytos druskos rūgštimi – atsiras tiršti balti dūmai (130 pav.):

Ryžiai. 130.
"Dūmai be ugnies"

Taigi tikėkite po šio posakio, kad nėra dūmų be ugnies.

Tiek vandeniniame amoniako tirpale, tiek amonio druskose yra specialus jonas - amonio katijonas NH + 4, kuris atlieka metalo katijono vaidmenį. Amonio jonas susidaro dėl kovalentinio ryšio tarp azoto atomo, turinčio laisvą (vieną) elektronų porą, ir vandenilio katijono, kuris iš rūgšties arba vandens molekulių pereina į amoniaką:

Susidarius amonio jonui, laisvųjų elektronų poros donoras yra amoniake esantis azoto atomas, o akceptorius – rūgšties arba vandens vandenilio katijonas.

Kitą cheminę amoniako savybę galite numatyti patys, jei atkreipsite dėmesį į jame esančių azoto atomų oksidacijos būseną, būtent -3. Žinoma, amoniakas yra stipriausias reduktorius, tai yra, jo azoto atomai gali tik atsisakyti elektronų, bet nepriimti jų. Taigi amoniaką galima oksiduoti iki laisvo azoto (be katalizatoriaus):

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O,

arba į azoto oksidą (II) (esant katalizatoriui):

Pramonėje amoniakas gaminamas sintezės būdu iš azoto ir vandenilio (131 pav.).

Ryžiai. 131.
Pramoninis įrenginys (a) ir pramoninės amoniako gamybos schema (b)

Laboratorijoje amoniakas gaunamas gesintoms kalkėms Ca(OH) 2 veikiant amonio druskas, dažniausiai amonio chloridą:

Dujos surenkamos į indą, apverstą aukštyn kojomis, ir atpažįstamos arba iš kvapo, arba iš šlapio raudono lakmuso popieriaus mėlynumo, arba pagal baltų dūmų atsiradimą, įdėjus druskos rūgštimi suvilgytą pagaliuką.

Amoniakas ir jo druskos plačiai naudojami pramonėje ir technikoje, žemės ūkyje ir kasdieniame gyvenime. Pagrindinės jų taikymo sritys parodytos 132 pav.

Ryžiai. 132.
Amoniako ir amonio druskų naudojimas:
1.2 - šaldymo įrenginiuose; 3 - mineralinių trąšų gamyba; 4 - azoto rūgšties gamyba; 5 - litavimui; 6 - sprogmenų gamyba; 7 - medicinoje ir kasdieniame gyvenime (amoniakas)

Nauji žodžiai ir sąvokos

1. Amoniako molekulės struktūra.
2. Vandenilinė jungtis.
3. Amoniako savybės: sąveika su vandeniu, rūgštimis ir deguonimi.
4. Amonio jonų susidarymo donoro-akceptoriaus mechanizmas.
5. Amoniako gavimas, rinkimas ir atpažinimas.

APIBRĖŽIMAS

Amoniakas- vandenilio nitridas.

Formulė – NH3. Molinė masė – 17 g/mol.

Fizinės amoniako savybės

Amoniakas (NH 3) yra bespalvės dujos, turinčios aštrų kvapą („amoniako kvapas“), lengvesnės už orą, gerai tirpios vandenyje (vienas tūris vandens ištirps iki 700 tūrių amoniako). Koncentruotame amoniako tirpale yra 25% (masės) amoniako, o jo tankis yra 0,91 g/cm 3 .

Ryšiai tarp atomų amoniako molekulėje yra kovalentiniai. Bendras AB 3 molekulės vaizdas. Visos azoto atomo valentinės orbitalės patenka į hibridizaciją, todėl amoniako molekulės hibridizacijos tipas yra sp 3. Amoniakas turi AB 3 E tipo geometrinę struktūrą – trikampę piramidę (1 pav.).

Ryžiai. 1. Amoniako molekulės sandara.

Cheminės amoniako savybės

Chemiškai amoniakas yra gana aktyvus: reaguoja su daugeliu medžiagų. Azoto oksidacijos laipsnis amoniake „-3“ yra minimalus, todėl amoniakas pasižymi tik redukuojančiomis savybėmis.

Kaitinant amoniaką halogenais, sunkiųjų metalų oksidais ir deguonimi, susidaro azotas:

2NH3 + 3Br2 = N2 + 6HBr

2NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O

4NH3 +3O2 = 2N2 + 6H2O

Esant katalizatoriui, amoniakas gali būti oksiduojamas iki azoto oksido (II):

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (katalizatorius – platina)

Skirtingai nuo VI ir VII grupių nemetalų vandenilio junginių, amoniakas nepasižymi rūgštinėmis savybėmis. Tačiau jo molekulėje vandenilio atomai vis dar gali būti pakeisti metalo atomais. Kai vandenilis visiškai pakeičiamas metalu, susidaro junginiai, vadinami nitridais, kuriuos taip pat galima gauti tiesiogiai sąveikaujant azotui su metalu aukštoje temperatūroje.

Pagrindinės amoniako savybės yra dėl to, kad ant azoto atomo yra vieniša elektronų pora. Amoniako tirpalas vandenyje yra šarminis:

NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 OH ↔ NH 4 + + OH —

Kai amoniakas sąveikauja su rūgštimis, susidaro amonio druskos, kurios kaitinant suyra:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

NH 4 Cl = NH 3 + HCl (kai kaitinama)

Amoniako gamyba

Yra pramoniniai ir laboratoriniai amoniako gamybos metodai. Laboratorijoje amoniakas gaunamas šarmams veikiant amonio druskų tirpalus kaitinant:

NH 4 Cl + KOH = NH 3 + KCl + H 2 O

NH 4 + + OH - = NH 3 + H 2 O

Ši reakcija yra kokybiška amonio jonams.

Amoniako panaudojimas

Amoniako gamyba yra vienas iš svarbiausių technologinių procesų visame pasaulyje. Kasmet pasaulyje pagaminama apie 100 milijonų tonų amoniako. Amoniakas išsiskiria skystu pavidalu arba 25% vandeninio tirpalo – amoniako vandens – pavidalu. Pagrindinės amoniako panaudojimo sritys – azoto rūgšties (vėliau azoto turinčių mineralinių trąšų gamyba), amonio druskų, karbamido, heksamino, sintetinių pluoštų (nailono ir nailono) gamyba. Amoniakas naudojamas kaip šaltnešis pramoniniuose šaldymo įrenginiuose ir kaip balinimo priemonė medvilnės, vilnos ir šilko valymui ir dažymui.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

Pratimai	Kokios masės ir tūrio amoniako reikės 5 tonoms amonio salietros pagaminti?
Sprendimas	Parašykime amonio nitrato susidarymo iš amoniako ir azoto rūgšties reakcijos lygtį: NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 Pagal reakcijos lygtį amonio nitrato medžiagos kiekis lygus 1 mol - v(NH 4 NO 3) = 1 mol. Tada amonio nitrato masė, apskaičiuota pagal reakcijos lygtį: m(NH4NO3) = v(NH4NO3) × M(NH4NO3); m(NH 4 NO 3) = 1×80 = 80 t Pagal reakcijos lygtį amoniako medžiagos kiekis taip pat lygus 1 mol - v(NH 3) = 1 mol. Tada amoniako masė apskaičiuojama pagal lygtį: m(NH3) = v(NH3)×M(NH3); m(NH 3) = 1 × 17 = 17 t Padarykime proporciją ir raskime amoniako masę (praktiška): x g NH 3 – 5 t NH 4 NO 3 17 t NH 3 – 80 t NH 4 NO 3 x = 17 × 5/80 = 1,06 m(NH 3) = 1,06 t Padarykime panašią proporciją, kad surastume amoniako tūrį: 1,06 g NH 3 – x l NH 3 17 t NH 3 – 22,4×10 3 m 3 NH 3 x = 22,4 × 10 3 × 1,06 / 17 = 1,4 × 10 3 V(NH 3) = 1,4 × 10 3 m 3
Atsakymas	Amoniako masė - 1,06 t, amoniako tūris - 1,4×10 m

E.N.Frenkelis

Chemijos pamoka

Vadovas tiems, kurie nemoka, bet nori išmokti ir suprasti chemiją

I dalis. Bendrosios chemijos elementai
(pirmas sunkumo lygis)

Tęsinys. Žr 13, 18, 23/2007;
6/2008

4 skyrius. Cheminio ryšio samprata

Ankstesniuose šio vadovo skyriuose buvo aptartas faktas, kad medžiaga susideda iš molekulių, o molekulės – iš atomų. Ar kada susimąstėte: kodėl molekulę sudarantys atomai neskraido skirtingomis kryptimis?

Kas laiko atomus molekulėje? Sulaiko juos .

cheminis ryšys Norint suprasti cheminio ryšio prigimtį, pakanka prisiminti paprastą fizinį eksperimentą..

Du rutuliai, kabantys vienas šalia kito ant virvelių, niekaip vienas į kitą „nereaguoja“. Bet jei vienam kamuoliui suteiksite teigiamą krūvį, o kitam – neigiamą, jie pritrauks vienas kitą.

Ar tai ne ta jėga, kuri pritraukia atomus vienas prie kito? Iš tiesų, tyrimai parodė

cheminis ryšys yra elektrinio pobūdžio Iš kur atsiranda neutralių atomų krūviai? Straipsnis buvo paskelbtas remiant internetinį kursą, skirtą pasirengti vieningam valstybiniam egzaminui „Egzaminas“. Svetainėje rasite visą reikalingą medžiagą savarankiškam pasirengimui vieningam valstybiniam egzaminui - kiekvienam vartotojui sudaryti unikalų pasirengimo planą, sekti kiekvienos dalyko temos, teorijos ir užduočių pažangą. Visos užduotys atitinka naujausius pakeitimus ir papildymus. Taip pat galima siųsti užduotis iš Vieningo valstybinio egzamino rašytinės dalies ekspertams balams gauti ir analizuoti darbą pagal vertinimo kriterijus. Užduotys užduotys su patirties kaupimu, lygių įveikimu, premijų ir apdovanojimų gavimu, varžybos su draugais Vieningoje valstybinio egzamino arenoje. Norėdami pradėti ruoštis, spustelėkite nuorodą: https://examer.ru.

Aprašant atomų struktūrą buvo parodyta, kad visi atomai, išskyrus tauriųjų dujų atomus, yra linkę įgyti arba atsisakyti elektronų. Priežastis yra stabilaus aštuonių elektronų išorinio lygio (kaip ir tauriųjų dujų) susidarymas. Priimant ar atiduodant elektronus, atsiranda elektros krūviai ir dėl to dalelių elektrostatinė sąveika. Taip ir atsiranda

joninis ryšys

, t.y.

ryšys tarp jonų.

Jonai yra stabiliai įkrautos dalelės, kurios susidaro dėl elektronų priėmimo arba praradimo.

Pavyzdžiui, aktyvaus metalo ir aktyvaus nemetalo atomas dalyvauja reakcijoje:

Taigi šio proceso metu susidarė stabili dalelė (8 elektronai išoriniame lygyje), kuri turi krūvį, nes natrio atomo branduolio krūvis vis dar yra +11, o likusių elektronų bendras krūvis –10. Todėl natrio jono krūvis yra +1. Trumpas šio proceso įrašas atrodo taip:

Kas atsitiks su sieros atomu? Šis atomas priima elektronus, kol baigsis išorinis lygis:

Paprastas skaičiavimas rodo, kad ši dalelė turi krūvį:

Priešingai įkrauti jonai traukia vienas kitą, todėl susidaro joninis ryšys ir „joninė molekulė“:

Yra ir kitų būdų formuoti jonus, kurie bus aptarti 6 skyriuje.

Formaliai natrio sulfidui priskiriama būtent tokia molekulinė sudėtis, nors medžiaga, sudaryta iš jonų, turi maždaug tokią struktūrą (1 pav.):

Taigi, medžiagos, susidedančios iš jonų, neturi atskirų molekulių!Šiuo atveju galime kalbėti tik apie sąlyginę „joninę molekulę“.

4.1 užduotis. Parodykite, kaip vyksta elektronų perdavimas, kai tarp atomų atsiranda joninė jungtis:

a) kalcio ir chloro;

b) aliuminis ir deguonis.

ATMINKITE! Metalo atomas atiduoda išorinius elektronus; Nemetalinis atomas perima trūkstamus elektronus.

Išvada. Pagal aukščiau aprašytą mechanizmą tarp aktyvių metalų atomų ir aktyvių nemetalų susidaro joninis ryšys.

Tačiau tyrimai rodo, kad ne visada įvyksta visiškas elektronų perkėlimas iš vieno atomo į kitą. Labai dažnai cheminis ryšys susidaro ne atiduodant ir priimant elektronus, o dėl bendrų elektronų porų susidarymo*. Šis ryšys vadinamas kovalentinis .

Kovalentinis ryšys atsiranda dėl bendrų elektronų porų susidarymo. Tokio tipo ryšys susidaro, pavyzdžiui, tarp nemetalų atomų. Taigi, žinoma, kad azoto molekulė susideda iš dviejų atomų - N 2.

Kaip tarp šių atomų atsiranda kovalentinis ryšys? Norint atsakyti į šį klausimą, būtina atsižvelgti į azoto atomo struktūrą:

Klausimas. Kiek elektronų trūksta prieš baigiant išorinį lygį?

ATSAKYMAS: Trūksta trijų elektronų. Todėl kiekvieną išorinio lygio elektroną pažymėdami tašku, gauname:

ATSAKYMAS: Esmė ta, kad norime parodyti bendrų elektronų porų susidarymą. Pora yra du elektronai. Tokia pora atsiranda, ypač jei kiekvienas atomas sukuria vieną elektroną, kad sudarytų porą. Azoto atomui trūksta trijų elektronų, kad užbaigtų išorinį lygį.

Tai reiškia, kad jis turi „paruošti“ tris pavienius elektronus, kad sudarytų būsimas poras (2 pav.). Gauta molekulės elektronų formulė

azotas, o tai rodo, kad kiekvienas azoto atomas dabar turi aštuonis elektronus (šeši iš jų yra apsupti ovalo formos plius 2 atskiri elektronai); tarp atomų atsirado trys bendros elektronų poros (apskritimų sankirta). Kiekviena elektronų pora atitinka vieną kovalentinį ryšį.

Kiek kovalentinių ryšių susidarė? Trys. Kiekvieną ryšį (kiekvieną bendrą elektronų porą) parodome naudodami brūkšnelį (valentinį potėpį):

Tačiau visos šios formulės neduoda atsakymo į klausimą: kas jungia atomus, kai susidaro kovalentinis ryšys? Elektroninė formulė rodo, kad tarp atomų yra bendra elektronų pora. Šioje erdvės srityje atsiranda perteklinis neigiamas krūvis. O atomų branduoliai, kaip žinoma, turi teigiamą krūvį. Taigi abiejų atomų branduolius traukia bendras neigiamas krūvis, kuris atsirado dėl bendrų elektronų porų (tiksliau, elektronų debesų susikirtimo) (3 pav.).

Ar toks ryšys gali atsirasti tarp skirtingų atomų? Galbūt. Tegul azoto atomas sąveikauja su vandenilio atomais:
Vandenilio atomo struktūra rodo, kad atomas turi vieną elektroną. Kiek iš šių atomų reikia paimti, kad azoto atomas „gautų tai, ko nori“ - tris elektronus? Akivaizdu, kad trys vandenilio atomai

(4 pav.):

Kryžius pav. 4 rodo vandenilio atomo elektronus. Elektroninė amoniako molekulės formulė rodo, kad azoto atomas dabar turi aštuonis elektronus, o kiekvienas vandenilio atomas dabar turi po du elektronus (o pirmajame energijos lygyje negali būti daugiau).

Grafinė formulė rodo, kad azoto atomo valencija yra trys (trys brūkšniai arba trys valentiniai brūkšniai), o kiekvienas vandenilio atomas – vienas (vienas brūkšnys). Nors ir N 2, ir NH 3 molekulėse yra tas pats azoto atomas, cheminiai ryšiai tarp atomų skiriasi vienas nuo kito. Azoto molekulėje N2 susidaro cheminiai ryšiai identiški atomai .

Amoniako molekulėje NH 3 susidaro cheminis ryšys skirtingi atomai. Todėl vienas iš atomų (šiuo atveju – azoto atomas) stipriau traukia bendrą elektronų porą. Bendrosios elektronų poros pasislenka link azoto atomo ir ant jo atsiranda nedidelis neigiamas krūvis, o vandenilio atome – teigiamas, atsirado elektros poliai - ryšys poliarinis (5 pav.).

Dauguma medžiagų, sukurtų naudojant kovalentinius ryšius, susideda iš atskirų molekulių (6 pav.).

Iš pav. 6 paveiksle parodyta, kad tarp atomų yra cheminių ryšių, bet tarp molekulių jų nėra arba jie yra nereikšmingi.

Cheminio ryšio tipas turi įtakos medžiagos savybėms ir jos elgsenai tirpaluose. Taigi, kuo didesnė dalelių trauka, tuo sunkiau jas atplėšti viena nuo kitos ir tuo sunkiau kietąją medžiagą paversti dujine ar skysta būsena. Pabandykite žemiau pateiktoje diagramoje nustatyti, kurių dalelių sąveikos jėgos didesnės ir koks cheminis ryšys susidaro (7 pav.).

Jei atidžiai perskaitysite skyrių, jūsų atsakymas bus toks: didžiausia dalelių sąveika atsiranda I atveju (joninis ryšys). Todėl visos tokios medžiagos yra kietos. Mažiausia sąveika tarp neįkrautų dalelių (III atvejis – nepolinis kovalentinis ryšys). Tokios medžiagos dažniausiai yra dujos.

4.2 užduotis. Nustatykite, koks cheminis ryšys susidaro tarp atomų medžiagose: NaCl, HCl, Cl 2, AlCl 3, H 2 O. Pateikite paaiškinimus.

4.3 užduotis. Sudarykite elektronines ir grafines formules toms medžiagoms iš 4.2 užduoties, kurioje nustatėte kovalentinio ryšio buvimą. Jonų sujungimui nubraižykite elektronų perdavimo diagramas.

5 skyrius. Sprendimai

Žemėje nėra žmogaus, kuris nematytų sprendimų. Kas tai yra?

Tirpalas yra vienalytis dviejų ar daugiau komponentų (komponentų arba medžiagų) mišinys.

Kas yra vienalytis mišinys? Mišinio homogeniškumas daromas prielaida, kad tarp jį sudarančių medžiagų trūksta sąsajos.

Šiuo atveju neįmanoma, bent jau vizualiai, nustatyti, kiek medžiagų sudarė tam tikrą mišinį. Pavyzdžiui, žvelgiant į vandenį iš čiaupo stiklinėje, sunku įsivaizduoti, kad jame, be vandens molekulių, yra gera tuzinas jonų ir molekulių (O 2, CO 2, Ca 2+ ir kt.). Ir joks mikroskopas nepadės jums pamatyti šių dalelių. Tačiau sąsajos nebuvimas nėra vienintelis homogeniškumo požymis.. Todėl, norint gauti tirpalą, reikia kruopščiai sumaišyti jį sudarančius komponentus (medžiagas).

Sprendimai gali turėti skirtingas agregavimo būsenas:

Dujiniai tirpalai (pavyzdžiui, oras – dujų O 2, N 2, CO 2, Ar mišinys);

Skysti tirpalai (pavyzdžiui, odekolonas, sirupas, sūrymas);

Kietieji tirpalai (pavyzdžiui, lydiniai).

Viena iš tirpalą formuojančių medžiagų vadinama tirpiklis. Tirpiklis turi tokią pat agregacijos būseną kaip ir tirpalas. Taigi skystiems tirpalams tai yra skystis: vanduo, aliejus, benzinas ir kt. Dažniausiai praktikoje naudojami vandeniniai tirpalai. Jie bus aptariami toliau (jei nebus padaryta atitinkama išlyga).

Kas atsitinka, kai įvairios medžiagos ištirpsta vandenyje? Kodėl kai kurios medžiagos gerai tirpsta vandenyje, o kitos prastai? Kas lemia tirpumą – medžiagos gebėjimą ištirpti vandenyje?

Įsivaizduokime, kad gabalėlis cukraus dedamas į stiklinę šilto vandens. Jis gulėjo, susitraukė ir... dingo. Kur? Ar pažeidžiamas materijos (jos masės, energijos) tvermės dėsnis?

Nr. Gurkšnokite gautą tirpalą ir įsitikinsite, kad vanduo saldus, o cukrus nedingo. Bet kodėl to nesimato? Faktas yra tas, kad tirpstant medžiaga susmulkinama (sumalama). Šiuo atveju cukraus gabalėlis suskilo į molekules, bet mes jų nematome. Taip, bet kodėl ant stalo gulintis cukrus nesuyra į molekules? Kodėl margarino gabalėlis, panardintas į vandenį, taip pat nedingsta? Bet todėl, kad tirpi medžiaga suskaidoma veikiant tirpikliui, pavyzdžiui, vandeniui. Tačiau tirpiklis galės „ištraukti“ kristalą, kietą medžiagą, į molekules, jei jam pavyks „pagauti“ šias daleles..

Kitaip tariant, kai medžiaga ištirpsta, ji turi būti medžiagos ir tirpiklio sąveika.

Kada tokia sąveika įmanoma? Tik tuo atveju, kai medžiagų (tiek tirpiųjų, tiek tirpiklių) struktūra yra panaši. Seniai žinoma alchemikų taisyklė: „panašus ištirpsta panašiame“. Mūsų pavyzdžiuose cukraus molekulės yra polinės ir tarp jų ir poliarinių vandens molekulių yra tam tikros sąveikos jėgos. Tokių jėgų tarp nepolinių riebalų molekulių ir poliarinių vandens molekulių nėra. Todėl riebalai vandenyje netirpsta. Taigi, tirpumas priklauso nuo tirpios medžiagos ir tirpiklio pobūdžio

Tokie junginiai egzistuoja kaip atskiros medžiagos: bazės, deguonies turinčios rūgštys. Natūralu, kad formuojantis šiems junginiams susidaro stiprūs cheminiai ryšiai ir išsiskiria šiluma. Taigi, kai CaO (negreitintos kalkės) ištirpsta vandenyje, išsiskiria tiek šilumos, kad mišinys užverda.

Bet kodėl, kai cukrus ar druska ištirpsta vandenyje, gautas tirpalas neįkaista? Pirma, ne visi hidratai yra tokie stiprūs kaip sieros rūgštis arba kalcio hidroksidas. Yra druskų hidratai(kristaliniai hidratai)

, kurios kaitinamos lengvai suyra:

Antra, tirpimo metu, kaip jau minėta, vyksta smulkinimo procesas. O tai sunaudoja energiją ir sugeria šilumą.

Kadangi abu procesai vyksta vienu metu, tirpalas gali įkaisti arba atvėsti, priklausomai nuo to, kuris procesas vyrauja. 5.1 užduotis.

Nustatykite, kuris procesas – smulkinimas ar hidratacija – dominuoja kiekvienu atveju:

a) tirpinant sieros rūgštį vandenyje, jei tirpalas kaitinamas;

b) kai amonio salietra ištirpsta vandenyje, jei tirpalas atvėso;

c) kai valgomoji druska ištirpinama vandenyje, jei tirpalo temperatūra praktiškai nesikeičia. Kadangi tirpimo metu tirpalo temperatūra kinta, tai natūralu manyti tirpumas priklauso nuo temperatūros

. Iš tiesų, daugumos kietųjų medžiagų tirpumas didėja kaitinant. Dujų tirpumas mažėja kaitinant. Todėl kietosios medžiagos dažniausiai ištirpinamos šiltame arba karštame vandenyje, o gazuoti gėrimai laikomi šaltai. Tirpumas(gebėjimas ištirpti) medžiagos nepriklauso nuo medžiagos šlifavimo ar maišymo intensyvumo. Tačiau padidindami temperatūrą, sumaldami medžiagą, maišydami gatavą tirpalą, galite pagreitinti tirpimo procesą. Pakeitus tirpalo gavimo sąlygas, galima gauti skirtingos sudėties tirpalus. Natūralu, kad yra riba, kurią pasiekus nesunku pastebėti, kad medžiaga nebetirpsta vandenyje. Šis sprendimas vadinamas turtingas

Taigi, jei tirpale, palyginti su tirpikliu, yra daug tirpios medžiagos, jis vadinamas koncentruotu, o jei mažai tirpios medžiagos, jis vadinamas atskiestu. Labai dažnai jo savybės, taigi ir pritaikymas, priklauso nuo tirpalo sudėties.

Taigi atskiestas acto rūgšties tirpalas (stalo actas) naudojamas kaip kvapioji medžiaga, o koncentruotas šios rūgšties tirpalas (acto esencija, kai vartojama per burną) gali sukelti mirtiną nudegimą.

Kad atspindėtumėte kiekybinę sprendimų sudėtį, naudokite reikšmę, vadinamą tirpios medžiagos masės dalis :

Kur m(v-va) – tirpalo masė tirpale; m(tirpalas) – bendra tirpalo, kuriame yra ištirpusios medžiagos ir tirpiklio, masė.

Taigi, jei 100 g acto yra 6 g acto rūgšties, tai mes kalbame apie 6% acto rūgšties tirpalą (tai yra stalo actas). Problemų sprendimo būdai, naudojant tirpios medžiagos masės dalies sąvoką, bus aptarti 8 skyriuje.

5 skyriaus išvados. Tirpalai – tai vienarūšiai mišiniai, susidedantys iš mažiausiai dviejų medžiagų, kurių viena vadinama tirpikliu, kita – tirpiąja medžiaga. Ištirpusi ši medžiaga sąveikauja su tirpikliu, dėl ko tirpi medžiaga susmulkinama. Tirpalo sudėtis išreiškiama naudojant tirpalo masės dalį.

* Šios elektronų poros atsiranda elektronų debesų sankirtoje.

Tęsinys

Prašau padėti man išspręsti chemiją. Nurodykite jungties tipą molekulėse NH3, CaCl2, Al2O3, BaS... ir gavote geriausią atsakymą

Atsakymas iš Olgos Lyabinos[guru]
1) NH3 jungties tipo cov. poliarinis. Sudarant ryšį dalyvauja trys nesuporuoti azoto elektronai ir vienas vandenilio elektronas. Pi obligacijų nėra. sp3 hibridizacija. Molekulės forma piramidinė (viena orbita hibridizacijoje nedalyvauja, tetraedras virsta piramide)
CaCl2 tipo ryšys yra joninis. Ryšio formavime dalyvauja du kalcio elektronai s orbitoje, kurie priima du chloro atomus, užbaigdami savo trečiąjį lygį. nėra pi jungčių, hibridizacijos tipas sp. jie yra erdvėje 180 laipsnių kampu
Al2O3 ryšio tipas yra joninis. Trys elektronai iš aliuminio s ir p orbitų dalyvauja formuojant ryšį, kurį priima deguonis, užbaigdamas savo antrąjį lygį. O=Al-O-Al=O. Tarp deguonies ir aliuminio yra pi jungtys. sp hibridizacijos tipas greičiausiai.
BaS jungties tipas yra joninis. du bario elektronus priima siera. Ba = S yra viena pi jungtis. hibridizacijos sp. Plokščioji molekulė.
2) AgNO3
sidabras redukuojamas prie katodo
K Ag+ + e = Ag
vanduo oksiduojasi prie anodo
A 2H2O-4e = O2 + 4H+
pagal Faradėjaus dėsnį (bet kokį...) ant katodo išsiskiriančios medžiagos masė (tūris) yra proporcinga elektros kiekiui, praeinančiam per tirpalą
m(Ag) = Me/zF *I*t = 32,23 g
V(O2) = Ve/F *I*t = 1,67 l

Atsakyti nuo 2 atsakymai[guru]

Sveiki! Štai keletas temų su atsakymais į jūsų klausimą: Padėkite man išspręsti chemiją, prašau. Nurodykite jungties tipą molekulėse NH3, CaCl2, Al2O3, BaS...