Атомно-молекулярное учение в химии.

Демонстрация связи между строением электронной оболочки атома и химическими свойствами элемента.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Дать формулировку понятий: Химический элемент. Молекула. Атом. Заряд ядра.
2. Дать формулировку периодического закона
3. Определить число протонов и нейтронов в ядрах атомов железа, кальция, кислорода, серы.
4. Дать общую характеристику элемента с порядковым номером 33.

Тема 1.2 Природа химической связи

Основные понятия и термины по теме

Химическая связь. Ковалентная связь. Электроотрицательность элементов.

План изучения темы

1.Понятие химической связи. Типы и характеристики химической связи.

2.Ковалентная связь

3.Электроотрицательность элементов

4. Кристаллические решетки веществ с различными видами химической связи.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Понятие химической связи. Типы и характеристики химической связи.

По современным представлениям химическая связь между атомами имеет электростатическую природу. Химическая связь - это взаимное сцепление атомов в молекуле и кристаллической решётке в результате действия между атомами электрических сил притяжения. Под химической связью понимают электрические силы притяжения, удерживающие частицы друг около друга. Частицы, которые принимают участие в образовании химических связей, могут быть атомами, молекулами или ионами. Каждая химическая связь в структурных формулах представляется валентной чертой, например:
H− H (связь между двумя атомами водорода)
H₃N− H⁺ (связь между атомом азота молекулы аммиака и катионом водорода)
(K⁺)− (I⁻ ) (связь между катионом калия и иодид-ионом)

Типы химической связи и их основные отличительные признаки.

1. Признаки ионной связи:
характер химических элементов–ионную связь образуют атомы типичных металлов и атомы типичных неметаллов, резко отличающиеся друг от друга по электроотрицательности.
механизм образования связи: атом металла отдает наружные электроны, превращаясь в катионы; атомы неметаллов присоединяют электроны, превращаясь в анионы. Образовавшиеся ионы взаимодействуют электростатически.

2. Примеры образования ионной связи: хлорид натрия, фторид кальция.

3. Свойства веществ с ионной связью:

· При обычных условиях вещества твердые.

· Большинство веществ имеют высокие температуры плавления и кипения.

· Растворы многих веществ проводят электрический ток.

Если связь ионная, то в узлах кристаллической решетки находятся противоположно заряженные ионы, между которыми во всех направлениях действуют значительные электростатические силы. Они обуславливают образование твердых, нелетучих веществ, имеющих ионную кристаллическую решетку.

Признаки металлической связи:
характер химических элементов – металлическую связь образуют атомы металлов. механизм образования связи: атом металла отдает наружные электроны, превращаясь в катионы; ионы металлов не в состоянии связать электроны из-за огромной скорости их движения. Поэтому электроны, движущиеся в металле, являются общими для всех ионов металлов. Металлическая связь, следовательно, осуществляется при помощи металлов и общих для них электронов, т. е. за счет электростатических сил.

Свойства веществ с металлической связью:

o высокая, электрическая проводимость, уменьшается с повышением температуры металла.

o высокая теплопроводность;

o пластичность, ковкость;

o характерный «металлический» блеск;

o широкие пределы изменения плотности, прочности, твердости, температуры плавления.

Химическая связь называется ковалентной, если она образована путем обобществления пары электронов обоими атомами.Она может быть образована атомами одного итого же элемента и тогда она неполярная; например, такая ковалентная связь существует в молекулах одноэлементных газов H₂, O₂, N₂, Cl₂ и др.Полярность связи. Степень окисления. Если оба атома, между которыми имеется химическая связь, обладают одинаковой электроотрицательностью, то электронная пара, образующая связь, будет находиться на равном состоянии от их ядер. Это характерно, например, для молекулы F₂. Такую химическую связь называют неполярной, поскольку электронная плотность у каждого атома фтора одинакова и в электронной формуле молекулы может быть разделена между ними поровну:
::: F·¦·F::: → (::: F·)− (·F:::). В этом случае отмечают, что степень окисления фтора в молекуле F₂ равна нулю, поскольку у свободного атома фтора и у каждого атома фтора в молекуле находится 7 электронов. Ковалентная связь может быть образована атомами разных элементов, сходных по химическому характеру, и тогда она полярная; например, такая ковалентная связь существует в молекулах H₂O, NF₃, CO₂. Ковалентная связь образуется между атомами элементов, обладающих электроотрицательным характером.

Общая электронная пара между двумя атомами не всегда находится в равноудаленном от них положении. Например, в молекулехлороводорода электронная плотность на атоме хлора (это элемент с более высокойэлектроотрицательностью) выше, чем у атома водорода:
H¦··Cl::: → (H)^+I − (:: Cl::)^{− I}

В молекуле хлороводорода химическая связь - полярная. В этом случае степень окисления хлора равна − I, т.к. у свободного атома хлора 7 валентных электронов, а в молекуле HCl у хлора условно 8 электронов. Степень окисления водорода равна +I, и молекула в целом электронейтральна.

Электроотрицательность элементов.