Химическая связь. Строение молекулы ацетилена; сигма- и пи-связи. Атомная кристаллическая решетка


Число общих электронных пар между связанными атомами характеризует кратность связи.  

По числу общих электронных пар химические связи подразделяются на простые (одинарные) и кратные - двойные и тройные.  

По числу общих электронных пар химические связи подразделяются на простые (ординарные) и кратные - двойные и тройные. Если между двумя атомами одинаковой или различной химической природы возникает только одна ковалентная связь, то ее называют простой, или ординарной, связью. Сигма-связь образуется в результате взаимодействия двух s - электро-нов, двух / з-элект ронов, а также двух смешанных s - и р-электронов. На рис. 14 изображены о-связи в некоторых элементарных и сложных веществах.  

Валентность элемента в соединениях с ковалентной связью определяется числом общих электронных пар, которые атом элемента образует с атомами других элементов.  

Валентность элемента в соединениях с ковалентной связью определяется числом общих электронных пар.  

В соединениях с ковалентной связью валентность элемента определяется числом общих электронных пар. Атом, к которому смещена электронная пара, обладает отрицательной валентностью, а противоположный атом - положительной валентностью.  

Степень окисления элемента в молекуле с ковалентной связью равна числу общих электронных пар. Так, в молекуле аммиака атом азота образует с атомами воДорода три общие электронные пары, следовательно, валентность азота равна трем.  

Для многоатомных частиц типа SO2, СО2, SO, SO и С8Ыв, в которых п-связи предпочтительнее рассматривать как многоцентровые и делокализо-ванные, подсчет числа общих электронных пар для отдельных атомов теряет свой смысл, а число валентностей ничего не говорит о ковалентиости атомов.  

Одиночные (или неспаренные) электроны в электронных оболочках атомов, за счет спаривания которых возникает химическая связь в молекулах, называют валентными. Число общих электронных пар, образующихся при взаимодействии атомов химических элементов, определяет их валентность.  

По методу валентных связей, в котором все ковалентные связи рассматриваются как двухцентровые, ковалентность атома - это число общих электронных пар, образуемых данным атомом.  

В органических соединениях СН4, С2Н4, С2Н2 атом углерода четырехвалентен. Для многоцентровых частиц, например S02, C02, S047 SO, C6H6 в которых л-связи предпочтительное рассматривать как многоцентровые и делокализованные, подсчет числа общих электронных пар для отдельных атомов теряет свой смысл, и число валентностей ничего не говорят о ковалентности атомов.  

Из приведенных схем видно, что каждая электронная пара соответствует одной единице валентности. Химическая связь, осуществляемая парой общих электронов, называется ковалент-ной, или атомной, связью. Валентность элемента в соединениях с ковалентной (атомной) связью определяется числом общих электронных пар.  

Валентность элемента в настоящее время рассматривается как число ковалентных связей его атома в данном соединении, современные синонимы этого термина - ковалентность, связность. Именно в ковалентной химической связи проявляется высокая химическая специфичность каждого элемента и каждого его валентного состояния: специфичность энергии связи, степени полярности и стереометрических характеристик - углов связи, их длин. Ионная связь менее специфична; она собственно становится связью только в конденсированных фазах, главным образом в твердых телах, в которых кристаллические структуры ионных веществ довольно однообразны и определяются зарядами и размерами ионов. Поэтому нельзя априорно определять валентность по числу неспаренных электронов в основном состоянии атома, как это иногда делается; валентность определяется числом общих электронных пар между данным атомом и соединенными с ним атомами. При этом в равной мере учитывается каждая а -, я - и 6-связь.  

Страницы:      1

Ковалентная связь образуется при взаимодействии неметаллов . Атомы неметаллов имеют высокую электроотрицательность и стремятся заполнить внешний электронный слой за счёт чужих электронов. Два таких атома могут перейти в устойчивое состояние, если объединят свои электроны.

Рассмотрим возникновение ковалентной связи в простых веществах.

1. Образование молекулы водорода.

Каждый атом водорода имеет один электрон. Для перехода в устойчивое состояние ему необходим ещё один электрон.

При сближении двух атомов электронные облака перекрываются. Образуется общая электронная пара, которая связывает атомы водорода в молекулу.

В пространстве между двумя ядрами общие электроны бывают чаще, чем в других местах. Там формируется область с повышенной электронной плотностью и отрицательным зарядом. Положительно заряженные ядра притягиваются к ней, и образуется молекула.

При этом каждый атом получает завершённый двухэлектронный внешний уровень и переходит в устойчивое состояние.

Ковалентная связь за счёт образования одной общей электронной пары называется одинарной .

Общие электронные пары (ковалентные связи) образуются за счёт неспаренных электронов , расположенных на внешних энергетических уровнях взаимодействующих атомов.

У водорода - один неспаренный электрон. Для других элементов их число равно 8 – № группы .

Неметаллы VII А группы (галогены) имеют на внешнем слое один неспаренный электрон.

У неметаллов VI А группы (кислород, сера) таких электронов два .

У неметаллов V А группы (азот, фосфор) - три неспаренных электрона.

2. Образование молекулы фтора.

Атом фтора на внешнем уровне имеет семь электронов. Шесть из них образуют пары, а седьмой неспаренный.

При соединении атомов образуется одна общая электронная пара, то есть возникает одна ковалентная связь. Каждый атом получает завершённый восьмиэлектронный внешний слой. Связь в молекуле фтора тоже одинарная. Такие же одинарные связи существуют в молекулах хлора, брома и иода .

Если атомы имеют несколько неспаренных электронов, то образуются две или три общие пары.

3. Образование молекулы кислорода.

У атома кислорода на внешнем уровне - два неспаренных электрона.

При взаимодействии двух атомов кислорода возникают две общие электронные пары. Каждый атом заполняет свой внешний уровень до восьми электронов. Связь в молекуле кислорода двойная .

Тест 4

Тема « Ковалентная связь»

Вариант 1

1. Валентность атома химического элемента в соединении с ковалентными связями равна а) числу электронов у этого атома б) числу общих пар электронов, образованных этим атомом в) заряду ядра этого атома г) номеру периода, в котором находится данный элемент

2. Формула молекулы углекислого газа СО 2 называется

а) молекулярной формулой б) графической формулой в) электронной формулой г) физической формулой

3. Сколько электронов недостает атому хлора до завершения внешнего электронного слоя?

а) 1 б)2 в) 3 г) 7

4. Атом углерода присоединил два атома кислорода, образовав при этом четыре общие пары электронов. Укажите валентность углерода в этом соединении.

а) I б) II в) III г) IV

5. Химическая связь в молекуле брома Br 2

а) ионная б) металлическая

в) ковалентная неполярная г) ковалентная полярная

6.В периоде от щелочного металла к галогену электроотрицательность атома, как правило,

а) не меняется

в) уменьшается

г) увеличивается

а) бериллий б) натрий

в) магний г) литий

8.В ряду элементов электроотрицательность элементов меняется (увеличивается или уменьшается) так же, как и

а) их металлические свойства

б) радиусы их атомов

в) их неметаллические свойства

г) число электронов на внешнем уровне атомов

9. Какой частичный заряд имеют атомы азота и кислорода соответственно в молекуле NO ?

а) N 2 б) NH 3 в) H 2 г) Cl 2

Вариант 2

1. Ковалентная связь – это химическая связь, обусловленная а) образованием общих пар электронов

б) образованием неподеленных пар электронов

в) притяжением ионов противоположных зарядов

г)) взаимодействием между ионами металла и свободными электронами

2. Какая формула молекулы сероводорода является его электронной формулой?

а) H 2 S б) H – S – H

в) H : : S : : H г) H : S : H

3. Сколько электронов недостает атому фосфора до завершения внешнего электронного слоя?

а) 5 б) 2 в) 3 г) 4

4. Атом серы присоединил три атома кислорода, образовав при этом шесть общих пар электронов. Укажите валентность серы в этом соединении.

а) II б) VI в) IV г) III

5. Формула вещества с ковалентной неполярной связью

а) SO 2 б) Br 2 в) H 2 O г) NaCl

6. В группе, в главной подгруппе, сверху вниз электроотрицательность атома, как правило,

а) не меняется

б) сначала увеличивается, потом уменьшается

в) уменьшается

г) увеличивается

7. Среди перечисленных элементов выберите наименее электроотрицательный элемент

а) фтор б) кислород

в) сера г) хлор

8.Какой частичный заряд имеют атомы бора и фтора соответственно в молекуле

а) положительный и отрицательный

б) отрицательный и отрицательный

в) положительный и положительный

г) отрицательный и положительный

9. Выберите молекулу, содержащую полярную ковалентную связь

а) NH 3 б) HCl в) F 2 г) SO 3

10. Химическая связь в молекуле аммиака NH 3

а) ионная

б) металлическая

в) ковалентная неполярная

г) ковалентная полярная

Вариант 3 1. Как правило, ковалентная связь образуется между:

а) атомами типичного металла и атомами типичного неметалла

б) атомами металлов

в) атомами типичного металла и атомами инертного газа

г) атомами неметаллов

2. Формула молекулы хлора Cl : Cl называется

а) молекулярной формулой

б) графической формулой

в) электронной формулой

г) физической формулой

3. Сколько электронов недостает атому кислорода до завершения внешнего электронного слоя?

а) 1 б) 2 в) 3 г) 6

4. Число ковалентных связей, образованных атомом химического элемента, равно

а) числу общих пар электронов, образованных этим атомом

в) числу спаренных электронов на внешнем уровне атома

г) числу других атомов, присоединенных данным атомом

5. В группе, в главной подгруппе, сверху вниз радиус атома, как правило

6. Среди перечисленных элементов выберите элемент, атом которого имеет наибольший радиус

а) бор б) кремний в) алюминий г) углерод

7.В случае ковалентной неполярной связи общая пара электронов

г) отсутствует

8. Какой частичный заряд имеют атомы кислорода и серы соответственно в молекуле SO 2

б) отрицательный и отрицательный

9. Выберите молекулу, содержащую неполярную ковалентную связь:

а) NH 3 б) H 2 О в) NO 2 г) H 2

10. Химическая связь в молекуле сульфида свинца PbS

а) ковалентная неполярная б) ковалентная полярная

в) ионная г) металлическая

Вариант 4

1. Какова природа сил, удерживающих два атома водорода в молекуле?

а) химическая б) физическая

в) электрическая г) ядерная

2. Формула молекулы воды Н – О – Н называется

а) молекулярной формулой

б) графической формулой

в) электронной формулой

г) физической формулой

3. Сколько электронов недостает атому кремния до завершения внешнего электронного слоя?

1) 1 б) 2 в) 3 г) 4

4. Число неспаренных электронов у атома бора равно

1) 1 б) 2 в) 3 г) 4

5. Число общих пар, образованных атомом химического элемента, равно

а) общему числу электронов в атоме

б) числу электронов на внешнем уровне атома

в) числу неспаренных электронов на внешнем уровне атома

г) числу спаренных электронов на внешнем уровне атома

6. В периоде от щелочного металла к галогену радиус атома, как правило

а) увеличивается б) уменьшается

в) не меняется г) сначала увеличивается, потом уменьшается

7.Среди перечисленных элементов выберите элемент, атом которого имеет наименьший радиус:

1) углерод б) фосфор в) кремний г) азот

8. В случае ковалентной полярной связи общая пара электронов

а) сдвинута в сторону более электроотрицательного атома

б) находится на равном удалении от ядер атомов

в) целиком принадлежит одному из атомов

г) отсутствует

9. Какой частичный заряд имеют атомы водорода и азота соответственно в молекуле аммиака NH 3 ?

а) положительный и положительный

б) отрицательный и отрицательный

в) положительный и отрицательный

г) отрицательный и положительный?

10. Выберите молекулу, содержащую полярную ковалентную связь

а) H 2 О б) H 2 в) О 2 г) F 2

Кодификатор

Вариант

вопроса

1

2

3

4

Вариант 1.



1. Заряд ядра атома +8 имеют атомы химического элемента:
Б. Кислорода.

2. Число общих электронных пар в молекуле хлора:
В. Три.

3. Ковалентная полярная связь имеется в молекуле вещества, формула которого:
Б. СО2.

4. Степень окисления азота в ряду веществ, формулы которых N2-NO-NО2-HNО3:
А. Повышается от 0 до +5.

5. Структурная формула водородного соединения элемента Э главной подгруппы VI группы Периодической системы:
В. Н-Э-Н.

6. Уравнение химической реакции H2S + С12 = 2НС1 + S соответствует схеме превращения хлора:
A. Cl0→Cl-1

7. Вещество X в ряду превращений С02→ X→Са(НСО3)2→ CО2 имеет формулу:
В. СаСО3.

8. Реактивом на хлорид-анион является катион:
Б. Ag+.


Г. H2SО4 и MgO.

10. Оксид азота (IV) образуется при взаимодействии веществ, формулы которых:
В. НNО3(конц) и Ag.



2P + 3Zn = Zn3P2
Zn3P2 + 3H2O + 4O2 = 3Zn(OH)2 + P2O5
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
2H3PO4 + 6Na = 2Na3PO4 + 3H2
Na3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓+ 3NaNO3


Zn3P2-3 + 3H2O + 4O20 = 3Zn(OH)2 + P2+5O5-2
O2 0 → 2O -2 +2 e, окислитель
P -3 → P +5 - 8 е, восстановитель


Na3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓ + 3NaNO3
3Na+ + PO4 3-+ 3Ag+ + 3NO3- = Ag3PO4↓+ 3Na+ + 3NO3-
PO4 3-+ 3Ag+= Ag3PO4↓

14. Вычислите массу (в кг) хлороводорода, который получается при взаимодействии 4,48 м3 хлора с избытком водорода.
n(Cl2) = 4480дм3/22,4 дм3/моль = 200моль
n (НСl) = 2n (Cl2) = 400 моль
m (НСl) = 400моль*36,5г/моль = 14600 г = 14,6 кг

15. Назовите химический элемент, имеющий изотоп, в ядре которого отсутствуют нейтроны.
водород

Вариант 2.


ЧАСТЬ А. Тестовые задания с выбором ответа


1. Заряд ядра атома +17 имеют атомы химического элемента:
Г. Хлора.

2. Число общих электронных пар в молекуле водорода:
А. 1.

3. Ковалентная неполярная связь имеется в молекуле вещества, формула которого:
А. N2.

4. Степень окисления фосфора в ряду веществ, формулы которых Са3Р2-Р-Р2О3-Р2О5:
Б. Повышается от -3 до +5.

5. Структурная формула водородного соединения элемента Э главной подгруппы V группы Периодической системы:
Г. Н-Э-Н.
Н

6. Уравнение химической реакции 2SО2 + О2 = 2SО3 соответствует схеме превращения серы:
В. S+4→ S+6.

7. Вещество X в ряду превращений N2→ NH3→ X→ NО2 имеет формулу:
Б. NO.

8. Реактивом на карбонат-анион является катион:
А. Н+.

9. Химическая реакция возможна между веществами, формулы которых:
В. Р2О5 и NaOH.

10. Оксид серы (IV) не образуется при взаимодействии веществ, формулы которых:
Г. СаСО3 и H2SО4.

ЧАСТЬ Б. Задания со свободным ответом



1. Mg + S = MgS
2. 2 MgS + ЗО2 = 2MgО + 2SО2,
3. 2SO2 + O2 = 2SO3
4. SO3 + Na2O = Na2SO4
5. Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 ↓+ 2NaCl

12. Превращение 2 из задания 11 рассмотрите с точки зрения ОВР.
2 MgS-2 + ЗО20 = 2MgО-2 + 2S+4О2-2,
S-2 → S+4 , -6e, восстановитель
O20 → 2O-2 +2*2е, окислитель

13. Из задания 11 выберите реакцию ионного обмена и запишите ее в ионном виде.
Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 ↓+ 2NaCl
SO42- + Ba2+ = BaSO4 ↓

14. Вычислите массу (в кг) аммиака, который получается при взаимодействии 2 кмоль азота с избытком водорода.
N2 + 3H2 = 2NH3
n(NH3) = 2n(N2) = 4кмоль = 4000 моль
m(NH3) = 4000 моль *17 г/моль = 68000 г = 68 кг.

15. Назовите химический элемент, который в соединениях никогда не проявляет положительную степень окисления.
Фтор

Вариант 3.


ЧАСТЬ А. Тестовые задания с выбором ответа


1. Заряд ядра атома +14 имеют атомы химического элемента:
В. Кремния.

2. Число общих электронных пар в молекуле брома:
А. 1.

3. Ковалентная полярная связь имеется в веществе, формула которого:
Б. H2S.

4. Степень окисления серы в ряду веществ, формулы которых SО3-SО2-S-H2S:
Г. Понижается от +6 до -2.

5. Структурная формула водородного соединения элемента Э главной подгруппы VII группы Периодической системы:
А. Н-Э.

6. Уравнение химической реакции 4NH3 + 5О2 = 4NO + 6Н2О соответствует схеме превращения азота:
В. N-3→ N+2.

7. Вещество X в ряду превращений РН3→ Р2О5 → X→ Са3(РО4)2 имеет формулу:
А. Н3РО4.

8. Реактивом на сульфат-анион является катион:
В. Ва2+.

9. Химическая реакция возможна между веществами, формулы которых:
А. СО2 и NaOH.

10. Оксид углерода (IV) образуется при взаимодействии веществ, формулы которых:
Б. СаСО3 и НС1.

ЧАСТЬ Б. Задания со свободным ответом


11. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения согласно схеме:
SiH4→ SiО2 →Na2SiО3→ H2SiО3 →SiО2→ Si.

1. SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O
2. SiO2 + Na2O = Na2SiO3
3. Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl
4. H2SiO3 = SiO2 + H2O
5. SiO2+2C---> Si + 2CO

12. Превращение 5 из задания 11 рассмотрите с точки зрения ОВР.
Si+4O2+2C0---> Si0 + 2C+2O
Si+4 →Si0 +4е, окислитель
C0 →C+2 -2е, восстановитель

13. Из задания 11 выберите реакцию ионного обмена и запишите ее в ионном виде.
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl
SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓

14. Вычислите массу (в кг) хлорида аммония, который образуется при взаимодействии 11,2 м3 хлороводорода с избытком аммиака.
HCl + NH3 = NH4Cl
n(HCl) = n(NH4Cl) = 11200 дм3/ 22,4 дм3/моль = 500 моль
m(NH4Cl) = 500 моль *56,5 г/моль = 28250 г = 28,250 кг.

15. Расположите химические элементы фосфор, кислород, серу, хлор в порядке увеличения неметаллических свойств.
Фосфор, сера, кислород, хлор

Вариант 4.


ЧАСТЬ А. Тестовые задания с выбором ответа


1. Заряд ядра атома +16 имеют атомы химического элемента:
В. Серы.

2. Число общих электронных пар в молекуле азота:
В. 3.

3. Ковалентная неполярная связь имеется в веществе, формула которого:
В. О2.

4. Степень окисления углерода в ряду веществ, формулы которых СН4-С-СО-СО2:
Б. Повышается от -4 до +4.

5. Структурная формула водородного соединения элемента Э главной подгруппы IV группы Периодической системы:
В. Н-Э-Н

6. Уравнение химической реакции Си + 4HNО3 = CU(NО3)2 + 2NО2 + 2Н2О соответствует схеме превращения азота:
Г. N+5 →N+4.

7. Вещество X в ряду превращений S→ S02→ X→ Na2SО3 имеет формулу:
Г. H2SО3.

8. Реактивом на фосфат-анион является катион:
Г. Ag+.

9. Химическая реакция возможна между веществами, формулы которых:
Б. СО2 и Са(ОН)2.

10. Кремниевая кислота образуется при взаимодействии веществ, формулы которых:
В. Na2SiО3 и НС1.

ЧАСТЬ Б. Задания со свободным ответом


11. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения согласно схеме:
N2 →NH3 →NО→NО2→ HNО3→ KNО3.

1. N2 + 3H2 =2NH3
2. 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
3. 2NO + O2 = 2NO2
4. 4NO2 + О2 + 2Н2О → 4HNO3
5. HNO3 + KOH =KNO3 + H2O

12. Превращение 2 в задании 11 рассмотрите с точки зрения ОВР.
4N-3H3 + 5O20 = 4N+2O-2 + 6H2O
N-3 ->N+2, -5е, восстановитель
O20-> 2O-2 ,+ 2*2е, окислитель

13. Из задания 11 выберите реакцию ионного обмена и запишите ее в ионном виде.
HNO3 + KOH =KNO3 + H2O
H+ + OH- = H2O

14. Вычислите массу (в кг) оксида серы (IV), образовавшегося при сгорании 4,48 м3 сероводорода в избытке кислорода.
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
n(H2S) = n(SO2) = 44800 дм3/ 22,4 дм3/моль = 2000 моль
m(SO2) = 2000 моль *64 г/моль = 128000 г = 128 кг

15. Назовите химический элемент самый распространенный:
А. В земной коре:

кислород
Б. Во Вселенной:
водород