Hcl ионная связь. Определить тип химической связи: HCL, Na2S, NH3, I2, MnO2. Способы образования ковалентной связи
Задание №1
Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ионная химическая связь.
- 1. Ca(ClO 2) 2
- 2. HClO 3
- 3. NH 4 Cl
- 4. HClO 4
- 5. Cl 2 O 7
Ответ: 13
Определить наличие ионного типа связи в соединении в подавляющем большинстве случаев можно по тому, что в состав его структурных единиц одновременно входят атомы типичного металла и атомы неметалла.
По этому признаку мы устанавливаем, что ионная связь имеется в соединении под номером 1 - Ca(ClO 2) 2 , т.к. в его формуле можно увидеть атомы типичного металла кальция и атомы неметаллов - кислорода и хлора.
Однако, больше соединений, содержащих одновременно атомы металла и неметалла, в указанном списке нет.
Среди указанных в задании соединений есть хлорид аммония, в нем ионная связь реализуется между катионом аммония NH 4 + и хлорид-ионом Cl − .
Задание №2
Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых тип химической связи такой же, как в молекуле фтора.
1) кислород
2) оксид азота (II)
3) бромоводород
4) иодид натрия
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 15
Молекула фтора (F 2) состоит из двух атомов одного химического элемента неметалла, поэтому химическая связь в данной молекуле ковалентная неполярная.
Ковалентная неполярная связь может быть реализована только между атомами одного и того же химического элемента неметалла.
Из предложенных вариантов ковалентный неполярный тип связи имеют только кислород и алмаз. Молекула кислорода является двухатомной, состоит из атомов одного химического элемента неметалла. Алмаз имеет атомное строение и в его структуре каждый атом углерода, являющегося неметаллом, связан с 4-мя другими атомами углерода.
Оксид азота (II) - вещество состоящее из молекул, образованных атомами двух разных неметаллов. Поскольку электроотрицательности разных атомов всегда различны, общая электронная пара в молекуле смещена к более электроотрицательному элементу, в данном случае к кислороду. Таким образом, связь в молекуле NO является ковалентной полярной.
Бромоводород также состоит из двухатомных молекул, состоящих из атомов водорода и брома. Общая электронная пара, образующая связь H-Br, смещена к более электроотрицательному атому брома. Химическая связь в молекуле HBr также является ковалентной полярной.
Иодид натрия - вещество ионного строения, образованное катионом металла и иодид-анионом. Связь в молекуле NaI образована за счет перехода электрона с 3s -орбитали атома натрия (атом натрия превращается в катион) на недозаполненную 5p -орбиталь атома иода (атом иода превращается в анион). Такая химическая связь называется ионной.
Задание №3
Из предложенного перечня выберите два вещества, между молекулами которых образуются водородные связи.
- 1. C 2 H 6
- 2. C 2 H 5 OH
- 3. H 2 O
- 4. CH 3 OCH 3
- 5. CH 3 COCH 3
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 23
Пояснение:
Водородные связи имеют место в веществах молекулярного строения, в которых присутствуют ковалетные связи H-O, H-N, H-F. Т.е. ковалентные связи атома водорода с атомами трех химических элементов с наивысшей электроотрицательностью.
Таким образом, очевидно, водородные связи есть между молекулами:
2) спиртов
3) фенолов
4) карбоновых кислот
5) аммиака
6) первичных и вторичных аминов
7) плавиковой кислоты
Задание №4
Из предложенного перечня выберите два соединения с ионной химической связью.
- 1. PCl 3
- 2. CO 2
- 3. NaCl
- 4. H 2 S
- 5. MgO
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 35
Пояснение:
Сделать вывод о наличии ионного типа связи в соединении в подавляющем большинстве случаев можно по тому, что в состав структурных единиц вещества одновременно входят атомы типичного металла и атомы неметалла.
По этому признаку мы устанавливаем, что ионная связь имеется в соединении под номером 3 (NaCl) и 5 (MgO).
Примечание*
Помимо указанного выше признака, о наличии ионной связи в соединении можно говорить, если в составе его структурной единицы содержится катион аммония (NH 4 +) или его органические аналоги - катионы алкиламмония RNH 3 + , диалкиламония R 2 NH 2 + , триалкиламмония R 3 NH + или тетраалкиламмония R 4 N + , где R - некоторый углеводородный радикал. Например, ионный тип связи имеет место в соединении (CH 3) 4 NCl между катионом (CH 3) 4 + и хлорид-ионом Cl − .
Задание №5
Из предложенного перечня выберите два вещества с одинаковым типом строения.
4) поваренная соль
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 23
Задание №8
Из предложенного перечня выберите два вещества немолекулярного строения.
2) кислород
3) белый фосфор
5) кремний
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 45
Задание №11
Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых присутствует двойная связь между атомами углерода и кислорода.
3) формальдегид
4) уксусная кислота
5) глицерин
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 34
Задание №14
Из предложенного перечня выберите два вещества с ионной связью.
1) кислород
3) оксид углерода (IV)
4) хлорид натрия
5) оксид кальция
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 45
Задание №15
Из предложенного перечня выберите два вещества с таким же типом кристаллической решетки, как у алмаза.
1) кремнезем SiO 2
2) оксид натрия Na 2 O
3) угарный газ CO
4) белый фосфор P 4
5) кремний Si
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 15
Задание №20
Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых есть одна тройная связь.
- 1. HCOOH
- 2. HCOH
- 3. C 2 H 4
- 4. N 2
- 5. C 2 H 2
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 45
Пояснение:
Для того, чтобы найти правильный ответ, нарисуем структурные формулы соединений из представленного списка:
Таким образом, мы видим, что тройная связь имеется в молекулах азота и ацетилена. Т.е. правильные ответы 45
Задание №21
Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых есть ковалентная неполярная связь.
1.Щелочноземельные металлы относятся5) к s– элементам
6) к p– элементам
7) к d– элементам
8) к f - элементам
2. Сколько электронов содержат на внешнем энергетическом уровне атомы щелочноземельных металлов
1)Один 2) два 3) три 4) четыре
3. В химических реакциях атомы алюминия проявляют
3) Окислительные свойства 2) кислотные свойства
4) 3) восстановительные свойства 4) основные свойства
4. Взаимодействие кальция с хлором относится к реакциям
1)Разложения 2) соединения 3) замещения 4) обмена
5. Молекулярная масса гидрокарбоната натрия равна:
1) 84 2) 87 3) 85 4) 86
3. Какой атом тяжелее - железа или кремния - и во сколько раз?4.Определите относительные молекулярные массы простых веществ: водорода, кислорода, хлора, меди, алмаза(углерода). Вспомните, какие из них состоят из двухатомных молекул, а какие- из атомов.
5.рассчитайте относительную молекулярные массы следующих соединений углекислого газа СО2 серной кислоты Н2SO4 сахара C12H22O11 этиловоого спирта С2Н6О мрамора СаСРО3
6.В перекиси водорода на один атом кислорода приходится один атом водорода. Определите формулу прекиси водорода, если изветсо что её относительная молекулярная масса равна 34. Каково массовое соотношение водорода и кислорода в этом соединении?
7. Во сколько раз молекула углекислого газа тяжелее молекулы кислорода?
Помогите пожжжжжалуйста, задание 8 класса.
169338 0
Каждый атом обладает некоторым числом электронов.
Вступая в химические реакции, атомы отдают, приобретают, либо обобществляют электроны, достигая наиболее устойчивой электронной конфигурации. Наиболее устойчивой оказывается конфигурация с наиболее низкой энергией (как в атомах благородных газов). Эта закономерность называется "правилом октета" (рис. 1).
Рис. 1.
Это правило применимо ко всем типам связей . Электронные связи между атомами позволяют им формировать устойчивые структуры, от простейших кристаллов до сложных биомолекул, образующих, в конечном счете, живые системы. Они отличаются от кристаллов непрерывным обменом веществ. При этом многие химические реакции протекают по механизмам электронного переноса , которые играют важнейшую роль в энергетических процессах в организме.
Химическая связь - это сила, удерживающая вместе два или несколько атомов, ионов, молекул или любую их комбинацию .
Природа химической связи универсальна: это электростатическая сила притяжения между отрицательно заряженными электронами и положительно заряженными ядрами, определяемая конфигурацией электронов внешней оболочки атомов. Способность атома образовывать химические связи называется валентностью , или степенью окисления . С валентностью связано понятие о валентных электронах - электронах, образующих химические связи, то есть находящихся на наиболее высокоэнергетических орбиталях. Соответственно, внешнюю оболочку атома, содержащую эти орбитали, называют валентной оболочкой . В настоящее время недостаточно указать наличие химической связи, а необходимо уточнить ее тип: ионная, ковалентная, диполь-дипольная, металлическая.
Первый тип связи - ионная связь
В соответствии с электронной теорией валентности Льюиса и Косселя, атомы могут достичь устойчивой электронной конфигурации двумя способами: во-первых, теряя электроны, превращаясь в катионы , во-вторых, приобретая их, превращаясь в анионы . В результате электронного переноса благодаря электростатической силе притяжения между ионами с зарядами противоположного знака образуется химическая связь, названная Косселем «электровалентной » (теперь ее называют ионной ).
В этом случае анионы и катионы образуют устойчивую электронную конфигурацию с заполненной внешней электронной оболочкой. Типичные ионные связи образуются из катионов Т и II групп периодической системы и анионов неметаллических элементов VI и VII групп (16 и 17 подгрупп - соответственно, халькогенов и галогенов ). Связи у ионных соединений ненасыщенные и ненаправленные, поэтому возможность электростатического взаимодействия с другими ионами у них сохраняется. На рис. 2 и 3 показаны примеры ионных связей, соответствующих модели электронного переноса Косселя.
Рис. 2.
Рис. 3. Ионная связь в молекуле поваренной соли (NaCl)
Здесь уместно напомнить о некоторых свойствах, объясняющих поведение веществ в природе, в частности, рассмотреть представление о кислотах и основаниях .
Водные растворы всех этих веществ являются электролитами. Они по-разному изменяют окраску индикаторов . Механизм действия индикаторов был открыт Ф.В. Оствальдом. Он показал, что индикаторы представляют собой слабые кислоты или основания, окраска которых в недиссоциированном и диссоциированном состояниях различается.
Основания способны нейтрализовать кислоты. Не все основания растворимы в воде (например, нерастворимы некоторые органические соединения, не содержащие ‑ ОН-групп, в частности, триэтиламин N(С 2 Н 5) 3) ; растворимые основания называют щелочами .
Водные растворы кислот вступают в характерные реакции:
а) с оксидами металлов - с образованием соли и воды;
б) с металлами - с образованием соли и водорода;
в) с карбонатами - с образованием соли, СO 2 и Н 2 O .
Свойства кислот и оснований описывают несколько теорий. В соответствие с теорией С.А. Аррениуса, кислота представляет собой вещество, диссоциирующее с образованием ионов Н + , тогда как основание образует ионы ОН ‑ . Эта теория не учитывает существования органических оснований, не имеющих гидроксильных групп.
В соответствие с протонной теорией Бренстеда и Лоури, кислота представляет собой вещество, содержащее молекулы или ионы, отдающие протоны (доноры протонов), а основание - вещество, состоящее из молекул или ионов, принимающие протоны (акцепторы протонов). Отметим, что в водных растворах ионы водорода существуют в гидратированной форме, то есть в виде ионов гидроксония H 3 O + . Эта теория описывает реакции не только с водой и гидроксидными ионами, но и осуществляющиеся в отсутствие растворителя или с неводным растворителем.
Например, в реакции между аммиаком NH 3 (слабым основанием) и хлороводородом в газовой фазе образуется твердый хлорид аммония, причем в равновесной смеси двух веществ всегда присутствуют 4 частицы, две из которых - кислоты, а две другие - основания:
Эта равновесная смесь состоит из двух сопряженных пар кислот и оснований:
1) NH 4 + и NH 3
2) HCl и Сl ‑
Здесь в каждой сопряженной паре кислота и основание различаются на один протон. Каждая кислота имеет сопряженное с ней основание. Сильной кислоте соответствует слабое сопряженное основание, а слабой кислоте - сильное сопряженное основание.
Теория Бренстеда-Лоури позволяет объяснить уникальность роли воды для жизнедеятельности биосферы. Вода, в зависимости от взаимодействующего с ней вещества, может проявлять свойства или кислоты, или основания. Например, в реакциях с водными растворами уксусной кислоты вода является основанием, а с водными растворами аммиака - кислотой.
1) СН 3 СООН + Н 2 O ↔ Н 3 O + + СН 3 СОО ‑ . Здесь молекула уксусной кислоты донирует протон молекуле воды;
2) NH 3 + Н 2 O ↔ NH 4 + + ОН ‑ . Здесь молекула аммиака акцептирует протон от молекулы воды.
Таким образом, вода может образовывать две сопряженные пары:
1) Н 2 O (кислота) и ОН ‑ (сопряженное основание)
2) Н 3 О + (кислота) и Н 2 O (сопряженное основание).
В первом случае вода донирует протон, а во втором - акцептирует его.
Такое свойство называется амфипротонностью . Вещества, способные вступать в реакции в качестве и кислот, и оснований, называются амфотерными . В живой природе такие вещества встречаются часто. Например, аминокислоты способны образовывать соли и с кислотами, и с основаниями. Поэтому пептиды легко образуют координационные соединения с присутствующими ионами металлов.
Таким образом, характерное свойство ионной связи - полное перемещение нары связывающих электронов к одному из ядер. Это означает, что между ионами существует область, где электронная плотность почти нулевая.
Второй тип связи - ковалентная связь
Атомы могут образовывать устойчивые электронные конфигурации путем обобществления электронов.
Такая связь образуется, когда пара электронов обобществляется по одному от каждого атома. В таком случае обобществленные электроны связи распределены между атомами поровну. Примерами ковалентной связи можно назвать гомоядерные двухатомные молекулы Н 2 , N 2 , F 2 . Этот же тип связи имеется у аллотропов O 2 и озона O 3 и у многоатомной молекулы S 8 , а также у гетероядерных молекул хлороводорода НСl , углекислого газа СO 2 , метана СH 4 , этанола С 2 Н 5 ОН , гексафторида серы SF 6 , ацетилена С 2 Н 2 . У всех этих молекул электроны одинаково общие, а их связи насыщенные и направлены одинаково (рис. 4).
Для биологов важно, что у двойной и тройной связей ковалентные радиусы атомов по сравнению с одинарной связью уменьшены.
Рис. 4. Ковалентная связь в молекуле Сl 2 .
Ионный и ковалентный типы связей - это два предельных случая множества существующих типов химических связей, причем на практике большинство связей промежуточные.
Соединения двух элементов, расположенных в противоположных концах одного или разных периодов системы Менделеева, преимущественно образуют ионные связи. По мере сближения элементов в пределах периода ионный характер их соединений уменьшается, а ковалентный - увеличивается. Например, галогениды и оксиды элементов левой части периодической таблицы образуют преимущественно ионные связи (NaCl, AgBr, BaSO 4 , CaCO 3 , KNO 3 , CaO, NaOH ), а такие же соединения элементов правой части таблицы - ковалентные (Н 2 O, СO 2 , NH 3 , NO 2 , СН 4 , фенол C 6 H 5 OH , глюкоза С 6 H 12 О 6 , этанол С 2 Н 5 ОН ).
Ковалентная связь, в свою очередь, имеет еще одну модификацию.
У многоатомных ионов и в сложных биологических молекулах оба электрона могут происходить только из одного атома. Он называется донором электронной пары. Атом, обобществляющий с донором эту пару электронов, называется акцептором электронной пары. Такая разновидность ковалентной связи названа координационной (донорно-акцепторной , или дативной ) связью (рис. 5). Этот тип связи наиболее важен для биологии и медицины, поскольку химия наиболее важных для метаболизма d-элементов в значительной степени описывается координационными связями.
Pиc. 5.
Как правило, в комплексном соединении атом металла выступает акцептором электронной пары; наоборот, при ионных и ковалентных связях атом металла является донором электрона.
Суть ковалентной связи и ее разновидности - координационной связи - можно прояснить с помощью еще одной теории кислот и оснований, предложенной ГН. Льюисом. Он несколько расширил смысловое понятие терминов «кислота» и «основание» по теории Бренстеда-Лоури. Теория Льюиса объясняет природу образования комплексных ионов и участие веществ в реакциях нуклеофильного замещения, то есть в образовании КС.
Согласно Льюису, кислота - это вещество, способное образовывать ковалентную связь путем акцептирования электронной пары от основания. Льюисовым основанием названо вещество, обладающее неподеленной электронной парой, которое, донируя электроны, образует ковалентную связь с Льюисовой кислотой.
То есть теория Льюиса расширяет круг кислотно-основных реакций также на реакции, в которых протоны не участвуют вовсе. Причем сам протон, по этой теории, также является кислотой, поскольку способен акцептировать электронную пару.
Следовательно, согласно этой теории, катионы являются Льюисовыми кислотами, а анионы - Льюисовыми основаниями. Примером могут служить следующие реакции:
Выше отмечено, что подразделение веществ на ионные и ковалентные относительное, поскольку полного перехода электрона от атомов металла к акцепторным атомам в ковалентных молекулах не происходит. В соединениях с ионной связью каждый ион находится в электрическом поле ионов противоположного знака, поэтому они взаимно поляризуются, а их оболочки деформируются.
Поляризуемость определяется электронной структурой, зарядом и размерами иона; у анионов она выше, чем у катионов. Наибольшая поляризуемость среди катионов - у катионов большего заряда и меньшего размера, например, у Hg 2+ , Cd 2+ , Pb 2+ , Аl 3+ , Тl 3+ . Сильным поляризующим действием обладает Н + . Поскольку влияние поляризации ионов двустороннее, она значительно изменяет свойства образуемых ими соединений.
Третий тип связи - диполь-дипольная связь
Кроме перечисленных типов связи, различают еще диполь-дипольные межмолекулярные взаимодействия, называемые также вандерваалъсовыми .
Сила этих взаимодействий зависит от природы молекул.
Выделяют взаимодействия трех типов: постоянный диполь - постоянный диполь (диполь-дипольное притяжение); постоянный диполь - индуцированный диполь (индукционное притяжение); мгновенный диполь - индуцированный диполь (дисперсионное притяжение, или лондоновские силы; рис. 6).
Рис. 6.
Диполь-дипольным моментом обладают только молекулы с полярными ковалентными связями (HCl, NH 3 , SO 2 , Н 2 O, C 6 H 5 Cl ), причем сила связи составляет 1-2 дебая (1Д = 3,338 × 10 ‑30 кулон-метра - Кл × м).
В биохимии выделяют еще один тип связи - водородную связь, являющуюся предельным случаем диполь-дипольного притяжения. Эта связь образована притяжением между атомом водорода и электроотрицательным атомом небольшого размера, чаще всего - кислородом, фтором и азотом. С крупными атомами, обладающими аналогичной электроотрицательностью (например, с хлором и серой), водородная связь оказывается значительно более слабой. Атом водорода отличается одной существенной особенностью: при оттягивании связывающих электронов его ядро - протон - оголяется и перестает экранироваться электронами.
Поэтому атом превращается в крупный диполь.
Водородная связь, в отличие от вандерваальсовой, образуется не только при межмолекулярных взаимодействиях, но и внутри одной молекулы - внутримолекулярная водородная связь. Водородные связи играют в биохимии важную роль, например, для стабилизации структуры белков в виде а-спирали, или для образования двойной спирали ДНК (рис. 7).
Рис.7.
Водородная и вандерваальсовая связи значительно слабее, чем ионная, ковалентная и координационная. Энергия межмолекулярных связей указана в табл. 1.
Таблица 1. Энергия межмолекулярных сил
Примечание : Степень межмолекулярных взаимодействий отражают показатели энтальпии плавления и испарения (кипения). Ионным соединениям требуется для разделения ионов значительно больше энергии, чем для разделения молекул. Энтальпии плавления ионных соединений значительно выше, чем молекулярных соединений.
Четвертый тип связи - металлическая связь
Наконец, имеется еще один тип межмолекулярных связей - металлический : связь положительных ионов решетки металлов со свободными электронами. В биологических объектах этот тип связи не встречается.
Из краткого обзора типов связей выясняется одна деталь: важным параметром атома или иона металла - донора электронов, а также атома - акцептоpa электронов является его размер .
Не вдаваясь в детали, отметим, что ковалентные радиусы атомов, ионные радиусы металлов и вандерваальсовы радиусы взаимодействующих молекул увеличиваются по мере возрастания их порядкового номера в группах периодической системы. При этом значения радиусов ионов - наименьшие, а вандерваальсовых радиусов - наибольшие. Как правило, при движении вниз по группе радиусы всех элементов увеличиваются, причем как ковалентные, так и вандерваальсовы.
Наибольшее значение для биологов и медиков имеют координационные
(донорно-акцепторные
) связи, рассматриваемые координационной химией.
Медицинская бионеорганика. Г.К. Барашков
Химическая связь.
Упражнения.
1. Определить тип химической связи в следующих веществах:
Вещество | Хлорид фосфора | Серная кислота | |||
Тип связи | |||||
Вещество | Оксид бария | ||||
Тип связи |
2. Подчеркните вещества, в которых МЕЖДУ молекулами существует водородная связь :
сернистый газ; лёд; озон; этанол; этилен; уксусная кислота; фтороводород.
3. Как влияют на длину, прочность и полярность связи - радиусы атомов, их электроотрицательности, кратность связи?
а) Чем больше радиусы атомов, образовавших связь, тем длина связи _______
б) Чем больше кратность (одинарная, двойная или тройная) связи, тем её прочность ____________________
в) Чем больше разность электроотрицательностей между двумя атомами, тем полярность связи ____________
4. Сравните длину, прочность и полярность связей в молекулах:
а) длина связи: HCl ___HBr
б) прочность связи PH3_______NH3
в) полярность связи ССl4 ______CH4
г) прочность связи: N2 _______O2
д) длина связи между атомами углерода в этилене и в ацетилене: __________
е) полярность связей в NH3_________Н2О
Тесты. А4.Химическая связь.
1. Валентность атома - это
1) число химических связей, образованных данным атомом в соединении
2) степень окисления атома
3) число отданных или принятых электронов
4) число электронов, недостающее для получения электронной конфигурации ближайшего инертного газа
А. При образовании химической связи энергия всегда выделяется
Б. Энергия двойной связи меньше, чем энергия одинарной связи.
1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны
3.В веществах, образованных путем соединения одинаковых атомов, химическая связь
1)ионная 2)ковалентная полярная 3)водородная 4) ковалентная неполярная
4. Соединениями с ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью являются соответственно
1) вода и сероводород 2) бромид калия и азот
5. За счет общей электронной пары химическая связь образована в соединении
1) KI 2) НВr 3) Li2O 4) NаВr
6.Выберите пару веществ, все связи в которых - ковалентные:
1) NаСl, НСl 2) СО2, ВаО 3) СН3Сl, СН3Nа 4) SO2, NO2
7.Вещество с ковалентной полярной связью имеет формулу
1)KCl 2)HBr 3)Р4 4)CaCl2
8. Соединение с ионным характером химической связи
1)хлорид фосфора 2)бромид калия 3)оксид азота (II) 4)барий
9. В аммиаке и хлориде бария химическая связь соответственно
1) ионная и ковалентная полярная 2)ковалентная неполярная и ионная 3)ковалентная полярная и ионная 4)ковалентная неполярная и металлическая
10. Веществом с ковалентной полярной связью являются
1)оксид серы (IV) 2)кислород 3)гидрид кальция 4)алмаз
11. В каком ряду перечислены вещества только с ковалентной полярной связью:
1) СН4 Н2 Сl2 2)NH3 HBr CO2 3) PCl3 KCl CCl4 4) H2S SO2 LiF
12. В каком ряду перечислены вещества только с ионным типом связи:
1) F2O LiF SF4 2) PCl3 NaCl CO2 3) KF Li2O BaCl2 4) СаF2 CH4 CCl4
13. Соединение с ионной связью образуется при взаимодействии
1) CH4 и O2 2)NH3 и HCl 3) C2H6 и HNO3 4) SO3 и H2O
14. В каком веществе все химические связи - ковалентные неполярные?
1) Алмаз 2) Оксид углерода (IV) 3) Золото 4) Метан
15. Связь, образующаяся между элементами с порядковыми номерами 15 и 53
1)ионная 2)металлическая
3)ковалентная неполярная 4)ковалентная полярная
16. Водородная связь образуется между молекулами
1) этана 2) бензола 3) водорода 4) этанола
17. В каком веществе есть водородные связи ?
1) Сероводород 2)Лед 3) Бромоводород 4) Бензол
18.В каком веществе есть одновременно ионные и ковалентные химические связи?
1) Хлорид натрия 2) Хлороводород 3) Сульфат натрия 4) Фосфорная кислота
19. Более выраженный ионный характер имеет химическая связь в молекуле
1)бромида лития 2)хлорида меди 3)карбида кальция 4)фторида калия
20. Тремя общими электронными парами образована ковалентная связь в молекуле 1) азота 2) сероводорода 3) метана 4) хлора
21.Сколько электронов участвует в образовании химических связей в молекуле воды?4) 18
22.Четыре ковалентные связи содержит молекула: 1) СО2 2) С2H4 3) Р4 4) С3Н4
23. Число связей в молекулах увеличивается в ряду
1) СНСl3, СH4 2) СН4, SО3 3) СО2, СН4 4) SО2, NН3
24. В каком соединении ковалентная связь между атомами образуется по донорно-акцепторному механизму ? 1)КСl 2)ССl4 3) NН4Сl 4)СаСl2
25. Какая из перечисленных молекул требует наименьшей затраты энергии для разложения на атомы? 1) HI 2) Н2 3) O2 4) СО
26. Укажите молекулу, в которой энергия связи - наибольшая:
1) N≡N 2) Н-Н 3) О=О 4) Н-F
27. Укажите молекулу, в которой химическая связь - самая прочная:
1) НF 2) НСl 3) НВr 4) HI
28. Укажите ряд, характеризующийся увеличением длины химической связи
1)O2, N2, F2, Cl2 2)N2, O2, F2, Cl2 3)F2, N2, O2, Cl2 4)N2, O2, Cl2, F2
29. Длина связи Э-O увеличивается в ряду
1) оксид кремния(IV), оксид углерода(IV)
2) оксид серы(IV), оксид теллура(IV)
3) оксид стронция, оксид бериллия
4) оксид серы(IV), оксид углерода(IV)
30. В ряду СН4 – SiH4 происходит увеличение
1) прочности связей 2) окислительных свойств
3) длины связей 4) полярности связей
31. В каком ряду молекулы расположены в порядке увеличения полярности связей?
1)НF, НСl, НВr 2)Н2Sе, Н2S, Н2О 3) NH3, РН3, АsН3 4) СO2, СS2, СSе2
32. Наиболее полярна ковалентная связь в молекуле:
1) СН4 2) СF4 3) CCl4 4) CBr4
33.Укажите ряд, в котором полярность возрастает:
1)AgF, F2, HF 2)Cl2, HCl, NaCl 3)CuO, CO, O2 4) KBr, NaCl, KF
Ковалентная химическая связь, её разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи). Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь.
1. В аммиаке и хлориде бария химическая связь соответственно
1) ионная и ковалентная полярная
2) ковалентная полярная и ионная
3) ковалентная неполярная и металлическая
4) ковалентная неполярная и ионная
2. Вещества только с ионной связью приведены в ряду:
1) F2, ССl4, КС1
2) NaBr, Na2O, KI
3. Соединение с ионной связью образуется при взаимодействии
3) С2Н6 и HNO3
4. В каком ряду все вещества имеют ковалентную полярную связь?
1) HCl, NaCl. Cl2
4) NaBr. HBr. CO
5. В каком ряду записаны формулы веществ только с ковалентной полярной
1) С12, NO2, НС1
6. Ковалентная неполярная связь характерна для
1) С12 2) SO3 3) СО 4) SiO2
7. Веществом с ковалентной полярной связью является
1) С12 2) NaBr 3) H2S 4) MgCl2
8. Веществом с ковалентной связью является
1) СаС12 2) MgS 3) H2S 4) NaBr
9. Вещество с ковалентной неполярной связью имеет формулу
1) NH3 2) Сu 3) H2S 4) I2
10. Веществами с неполярной ковалентной связью являются
1) вода и алмаз
2) водород и хлор
3) медь и азот
4) бром и метан
11. Между атомами с одинаковой относительной электроотрицательностью образуется химическая связь
2) ковалентная полярная
3) ковалентная неполярная
4) водородная
12. Ковалентная полярная связь характерна для
1) KC1 2) НВг 3) Р4 4) СаСl2
13. Химический элемент, в атоме которого электроны по слоям распределены так: 2, 8, 8, 2 образует с водородом химическую связь
1)ковалентную полярную
2) ковалентную неполярную
4) металлическую
14. В молекуле какого вещества длина связи между атомами углерода наибольшая?
1} ацетилена 2) этана 3) этена 4) бензола
15. Тремя общими электронными парами образована ковалентная связь в молекуле
2) сероводорода
16. Водородные связи образуются между молекулами
1) диметилового эфира
2) метанола
3) этилена
4) этилацетата
17. Полярность связи наиболее выражена в молекуле
1) HI 2) НС1 3) HF 4) НВг
18. Веществами с неполярной ковалентной связью являются
1) вода и алмаз
2) водород и хлор
3) медь и азот
4) бром и метан
19. Водородная связь не характерна для вещества
1) Н2О 2) СН4 3) NH3 4) СНзОН
20. Ковалентная полярная связь характерна для каждого из двух веществ, формулы которых
2) СО2 и К2О
4) CS2 и РС15
21. Наименее прочная химическая связь в молекуле
1) фтора 2) хлора 3} брома 4} иода
22. В молекуле какого вещества длина химической связи наибольшая?
1) фтора 2) хлора 3) брома 4) иода
23. Ковалентные связи имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1) C4H10, NO2, NaCl
2} СО, CuO, CH3Cl
4} C6H5NO2, F2, CC14
24. Ковалентную связь имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1) СаО, С3Н6, S8
2) Fe. NaNO3, CO
3) N2, CuCO3, K2S
4) C6H5N02, SО2, CHC13
25. Ковалентную связь имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1} С3Н4, NO, Na2O
2) СО, СН3С1, PBr3
3) Р2Оз, NaHSO4, Сu
4) C6H5NO2, NaF, СС14
26. Ковалентные связи имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1) C3Ha, NO2, NaF
2) КС1, CH3Cl, C6H12О6
3) P2O5, NaHSO4, Ba
4) C2H5NH2, P4, CH3OH
27. Полярность связи наиболее выражена в молекулах
1) сероводорода
3) фосфина
4) хлороводорода
28. В молекуле какого вещества химические связи наиболее прочные?
29. Среди веществ NH4Cl, CsCl, NaNO3, PH3, HNO3 - число соединений с ионной связью равно
30. Среди веществ (NH4)2SO4, Na2SO4, CaI2, I2, CO2 - число соединений с ковалентной связью равно
Ответы: 1-2, 2-2, 3-4, 4-3, 5-4, 6-1, 7-3, 8-3, 9-4, 10-2, 11-3, 12-2, 13-3, 14-2, 15-1, 16-2, 17-3, 18-2, 19-2, 20-4, 21-4, 22-4, 23-4, 24-4, 25-2, 26-4, 27-4, 28-1, 29-3, 30-4
Единой теории химической связи не существует, условно химическую связь делят на ковалентную (универсальный вид связи), ионную(частный случай ковалентной связи), металлическую и водородную.
Ковалентная связь
Образование ковалентной связи возможно по трем механизмам: обменному, донорно-акцепторному и дативному (Льюиса).
Согласно обменному механизму образование ковалентной связи происходит за счет обобществления общих электронных пар. При этом каждый атом стремится приобрести оболочку инертного газа, т.е. получить завершенный внешний энергетический уровень. Образование химической связи по обменному типу изображают с использованием формул Льюиса, в которых каждый валентный электрон атома изображают точками (рис. 1).
Рис. 1 Образование ковалентной связи в молекуле HCl по обменному механизму
С развитием теории строения атома и квантовой механики образование ковалентной связи представляют, как перекрывание электронных орбиталей (рис. 2).
Рис. 2. Образование ковалентной связи за счет перекрывания электронных облаков
Чем больше перекрывание атомных орбиталей, тем прочнее связь, меньше длина связи и больше ее энергия. Ковалентная связь может образовываться за счет перекрывания разных орбиталей. В результате перекрывания s-s, s-p орбиталей, а также d-d, p-p, d-p орбиталей боковыми лопастями происходит образование – связи. Перпендикулярно линии, связывающей ядра 2-х атомов образуется – связь. Одна – и одна – связь способны образовывать кратную (двойную) ковалентную связь, характерную для органических веществ класса алкенов, алкадиенов и др. Одна – и две – связи образуют кратную (тройную) ковалентную связь, характерную для органических веществ класса алкинов (ацетиленов).
Образование ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму рассмотрим на примере катиона аммония:
NH 3 + H + = NH 4 +
7 N 1s 2 2s 2 2p 3
Атом азота имеет свободную неподеленную пару электронов (электроны не участвующие в образовании химических связей внутри молекулы), а катион водорода свободную орбиталь, поэтому они являются донором и акцептором электронов, соответственно.
Дативный механизм образования ковалентной связи рассмотрим на примере молекулы хлора.
17 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
Атом хлора имеет и свободную неподеленную пару электронов и вакантные орбитали, следовательно, может проявлять свойства и донора и акцептора. Поэтому при образовании молекулы хлора, один атом хлора выступает в роли донора, а другой – акцептора.
Главными характеристиками ковалентной связи являются: насыщаемость (насыщенные связи образуются тогда, когда атом присоединяет к себе столько электронов, сколько ему позволяют его валентные возможности; ненасыщенные связи образуются, когда число присоединенных электронов меньше валентных возможностей атома); направленность (эта величина связана с геометрий молекулы и понятием «валентного угла» — угла между связями).
Ионная связь
Соединений с чистой ионной связью не бывает, хотя под этим понимают такое химически связанное состояние атомов, в котором устойчивое электронное окружение атома создается при полном переходе общей электронной плотности к атому более электроотрицательного элемента. Ионная связь возможна только между атомами электроотрицательных и электроположительных элементов, находящихся в состоянии разноименно заряженных ионов – катионов и анионов.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Ионом называют электрически заряженные частицы, образуемые путем отрыва или присоединения электрона к атому.
При передаче электрона атомы металлов и неметаллов стремятся сформировать вокруг своего ядра устойчивую конфигурацию электронной оболочки. Атом неметалла создает вокруг своего ядра оболочку последующего инертного газа, а атом металла – предыдущего инертного газа (рис. 3).
Рис. 3. Образование ионной связи на примере молекулы хлорида натрия
Молекулы, в которых в чистом виде существует ионная связь встречаются в парообразном состоянии вещества. Ионная связь очень прочная, в связи с этим вещества с этой связью имеют высокую температуру плавления. В отличии от ковалентной для ионной связи не характерны направленность и насыщаемость, поскольку электрическое поле, создаваемое ионами, действует одинаково на все ионы за счет сферической симметрии.
Металлическая связью
Металлическая связь реализуется только в металлах – это взаимодействие, удерживающее атомы металлов в единой решетке. В образовании связи участвуют только валентные электроны атомов металла, принадлежащие всему его объему. В металлах от атомов постоянно отрываются электроны, которые перемещаются по всей массе металла. Атомы металла, лишенные электронов, превращаются в положительно заряженные ионы, которые стремятся принять к себе движущиеся электроны. Этот непрерывный процесс формирует внутри металла так называемый «электронный газ», который прочно связывает между собой все атомы металла (рис. 4).
Металлическая связь прочная, поэтому для металлов характерна высокая температура плавления, а наличие «электронного газа» придают металлам ковкость и пластичность.
Водородная связь
Водородная связь – это специфическое межмолекулярное взаимодействие, т.к. ее возникновение и прочность зависят от химической природы вещества. Она образуется между молекулами, в которых атом водорода связан с атомом, обладающим высокой электроотрицательностью (O, N, S). Возникновение водородной связи зависит от двух причин, во-первых, атом водорода, связанный с электроотрицательным атомом не имеет электронов и может легко внедряться в электронные облака других атомов, а, во-вторых, обладая валентной s-орбиталью, атом водорода способен принимать неподеленную пару электронов электроотрицательного атома и образовывать с ним связь по донорно акцепторному механизму.
