V. Водородная связь

IV. Металлическая связь

Очень прочная (у большинства металлов высокие t°_пл).

Кристаллическая решетка отличается от ионной: в узлах находятся (+) заряженные ионы или нейтральные атомы, а свободные легко передвигаются между узлами, называются «электронный газ» и объясняют основное свойство металлов - электропроводность: направленное движение свободных электронов.

Самые электропроводные: Аu, Ag, Сu, Fe, AI.

При повышении t° увеличивается хаотическое движение атомов и ионов в узлах решеток, и это мешает направленному движению - т.е. увеличивается сопротивление и уменьшается электропроводность.

Очень слабая, но важна для биологии. Образуется между атомами Н одной молекулы и электроотрицательными атомами другой молекулы.

Природа сил:

1) электростатическая;

2) донорно-акцепторная.

Примеры:

1) В молекуле HF ковалентная полярная связь, молекулу можно представить в виде диполя

Так как молекулы сильно поляризованы, между ними возникает притяжение прежде всего за счет электростатических сил. И в отличие от HCl, единичных молекул HF нет, а известны «ассоциаты» Н₂ F₂, …, H₆ F ₆

Это сказывается на химических свойствах плавиковой кислоты: в отличие от других кислот типа НГал, плавиковая кислота является слабой (диссоциация затруднена из-за межмолекулярного взаимодействия):

2) Рассмотрим молекулу Н₂О. Сравним соединения Н₂О и H₂S (на основании положения кислорода и серы в Периодической системе соединения Н₂О и H₂S должны быть похожи). = 18 г/моль, = 34 г/моль, однако при обычных условиях Н₂О - жидкость, a H₂S - газ. Почему так, а не наоборот? По-видимому, на самом деле значительно больше 18 г/моль. Это возможно только в том случае, если при обычных условиях Н₂О существует не в виде единичных молекул, а объединяется в ассоциаты. Сравним кислород и серу: кислород более электроотрицателен, чем сера. Значит связи Н-О более полярны, чем Н-S и между молекулами Н₂О легко образуются водородные связи:

Установили, что единичные молекулы Н₂О встречаются только при высокой температуре (в перегретом паре). А в жидком состоянии существуют ассоциаты (Н₂О)₈, (Н₂О)₆, (Н₂О)₄ и др.

Также установлено, что несмотря на многообразие рисунков у снежинок, они изначально кристаллизуются в форме тетраэдра: одна молекула воды окружена четырьмя другими за счет образования водородных связей.

V1. Силы Ван-дер-Ваальса (Межмолекулярные взаимодействия)

Это взаимодействия молекул между собой, не приводящие к разрыву или образованию новых химических связей. Основу составляют кулоновские силы взаимодействия между электронами и ядрами одной молекулы и ядрами и электронами другой молекулы; силы действуют между всеми молекулами, находящимися на близком расстоянии одна от другой. Особенно характерны для газов.

Межмолекулярное взаимодействие усиливается при увеличении внешнего давления и уменьшении температуры. Эти силы очень слабые, поэтому какая-либо молекула случайно может оказаться достаточно возбужденной, чтобы оторваться от соседних и вылететь в окружающее пространство. Так, например, даже твердые вещества могут испаряться.

Метод молекулярных орбиталей (МО)

Развили этот метод Р. Малликен и Ф. Гунд, он дополняет и углубляет метод валентных связей. Квантово-механические закономерности, установленные для атомов, распространяются на молекулу:

1.При образовании молекул имеет место не механическое перекрывание орбиталей, а валентные электроны с атомных орбиталей(АО) переходят на молекулярные орбитали (МО), новые по энергии и форме.

2.Из двух исходных атомных получают две молекулярные орбитали, одна из которых энергетически более выгодна и называется “связывающей”, а другая не выгодна по сравнению с атомной и называется “разрыхляющей”.

3.Устойчивость молекулы оценивается по величине порядка связи (ПС):

ПС =

Если ПС =1(и больше), то молекула устойчива

ПС = 0,5 – молекула неустойчива

ПС = 0 - молекулы не существует

4.Для молекул, образованных неметаллами, значение рассчитанной величины ПС совпадает с величиной кратности связи, определенной по методу валентных связей. Однако метод МО позволяет доказать существование молекул Li₂, C_2, заряженных частиц и др.

5.Метод объясняет наличие магнитных свойств у многих молекул (например жидкий кислород – парамагнетик):

а)если на всех молекулярных орбиталях находятся только спаренные электроны, то вещество – диамагнетик;

б)если на молекулярных орбиталях имеется хотя бы один неспаренный электрон (неважно, на связывающих или разрыхляющих) – то вещество парамагнетик.

Вопросы для закрепления материала:

1.Какой тип связей существует в молекулах HNO₃? KNO₂?

2.Какая из указанных молекул имеет наиболее ковалентный характер связи – а)LiCI? б) NaH? в) KCI?

ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

ОКСИДЫ – соединения, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.

Делятся на солеобразующие: основные(о.оксиды) - К₂О, CaO; кислотные (к.оксиды) - CO₂, SО_3; амфотерные (ZnO, MnO₂);

несолеобразующие: просто оксиды(CO, NO) и пероксиды (H₂O₂, BaO₂, CrO₅).

Основные оксиды образованы металлами:

1.щелочными или щелочно-земельными металлами (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr, Ca, Sr, Ba);

2.элементами побочных подгрупп в минимальной степени окисления (FeO, CrO, MnO).

Дата добавления: 2015-05-26