Тема 2 �Хімічний зв’язок
Урок “Природа хімічного зв’язку. Електронегативність елементів.
Ковалентний зв’язок, його утворення. Електронні формули молекул”
Мета уроку
Актуалізація опорних знань
- Дайте визначення поняттю «атом».
- Охарактеризуйте будову атома.
- Охарактеризуйте протонне та нуклонне числа атома.
- Як визначається кількість електронів на останньому енергетичному рівні атома?
- Охарактеризуйте види атомних орбіталей.
- Як змінюється неметалічні властивості у періоді, групі?
- Які електрони називаються валентними?
- Назвіть хімічні елементи періодичної системи, що мають завершений зовнішній енергетичний рівень.
- Наведіть приклади хімічних елементів з незавершеним зовнішнім енергетичним рівнем.
- За якими властивостями відрізняються елементи із завершеним і незавершеним зовнішнім енергетичним рівнем?
- Дайте визначення поняттю «молекула».
Мотивація навчальної діяльності �
- Як ви вважаєте, що таке зв'язок?
- Яка асоціація у вас пов’язана з цім словом?
У нас в Україні дуже важливі родинні або сімейні зв’язки.
Зв’язок — це відношення спільності, з’єднання або узгодженість. (Вікіпедія)
- А де в хімії ми використаємо таке поняття, як зв'язок?
Хімічний зв’язок
Як ізольовані системи атоми існують лише у вакуумі.
Однакові або різні атоми взаємодіють між собою з утворенням більш стійких систем — молекул, іонів, радикалів, кристалів.
Хімічний зв’язок – це усі види взаємодій між атомами в молекулах.
Хімічний зв’язок
Хімічний зв’язок здійснюється валентними неспареними електронами.
Його утворення супроводжується зменшенням повної енергії системи порівняно з сумарною енергією ізольованих атомів, з яких вона складається.
Зменшення енергії зумовлено тим, що електрони взаємодіючих атомів одночасно притягуються до двох ядер. У просторі між ядрами виникає область підвищеної електронної густини, в напрямку якої притягуються ядра.
Отже, хімічний зв’язок є наслідком електростатичної взаємодії негативно заряджених електронів і позитивно заряджених ядер.
Причина утворення хімічного зв’язку
Основна причина утворення зв’язку між атомами — їх прагнення утворити стійку електронну конфігурацію зовнішнього енергетичного рівня.
Таким рівнем можна вважати восьми-електронний завершений рівень ns²np⁶, наприклад у інертних елементів.
Це правило октету Льюїса.
Завершений рівень характеризується високою міцністю і стійкістю.
Електронегативність
Для завершення зовнішнього енергетичного рівня атоми можуть віддавати або приєднувати (частково чи повністю) електрони на зовнішньому енергетичному рівні.
Здатність атома притягувати електрони зовнішнього енергетичного рівня інших атомів називають електронегативністю (ЕН).
Ковалентний зв’язок
Ковалентний зв’язок - це хімічний зв’язок, який утворюється за рахунок спільних електронних пар.
Розглянемо механізм утворення ковалентного зв’язку на прикладі молекули водню Н₂.
- Скільки неспарених електронів має атом Гідрогену? Які ці електрони?
- Запропонуйте електронну формулу атома Гідрогену. 1s
Атоми Гідрогену мають електронну формулу: ₁Н ) 1s¹
При зближенні двох атомів Гідрогену відбувається взаємодія двох електронів з антипаралельними спінами з формуванням спільної (поділеної) електронної пари.
H • + • H → H : H або Н – Н
Ковалентний неполярний зв’язок
Ковалентний неполярний зв’язок
Ковалентний зв’язок, який утворюється між атомами неМе з однаковою електронегативністю за рахунок спільних електронних пар, називають ковалентним неполярним зв’язком.
Треба запам’ятати, що такий тип хімічного зв’язку утворюється в простих речовинах-неметалах: фтор F₂, бром Br₂, йод I₂, азот N₂, кисень О₂, водень Н₂ ….
Ковалентний неполярний зв’язок
Схема утворення молекули Н₂
Схема утворення молекули F₂
Кратність ковалентного зв'язку
Бувають випадки, коли два атоми усуспільнюють кілька пар валентних електронів.
У такому разі говорять про кратність ковалентного зв'язку.
Якщо між атомами виникла одна спільна електронна пара, то такий ковалентний зв'язок називають одинарним, якщо дві — подвійним, якщо три — потрійним.
Розглянемо, наприклад, схему утворення потрійного ковалентного зв'язку в молекулі азоту N2:
Ковалентний полярний зв’язок
Ковалентний полярний зв’язок
Ковалентний зв’язок, що утворюється між атомами, електронегативності яких відрізняються, але незначно, називають ковалентним полярним зв’язком.
Треба запам’ятати, що такий тип хімічного зв’язку утворюється в складних речовинах, утворених атомами неметалів.
Електронні й структурні формули
Для молекули з ковалентним типом хімічного зв’язку можна записати електронну та структурну (графічну) формулу.
Електронна формула (формула Льюїса) складається з символів хімічних елементів, навколо яких крапками позначені електрони зовнішнього рівня, а між атомами – спільні електронні пари.
Структурна (графічна) формула – це формула, в якій кожна спільна електронна пара зображується рискою.
Як електронна, так і структурна формули показують порядок сполучення атомів у молекулі, їх взаємозв’язок.
Електронні й структурні формули
Висновки
Завдання
Хімічний диктант (Так чи ні)
1. Електростатичний зв'язок виникає внаслідок електростатичної взаємодії ядер двох атомів.
2. Хімічний зв'язок — взаємодія атомів, що зумовлює їх сполучення в молекулу.
3. У молекулі Н2 існує неполярний ковалентний зв'язок.
4. Хімічний зв'язок у молекулі водню утворюється спільною електронною парою, розташованою симетрично щодо обох атомів.
5. Ковалентний полярний зв'язок утворюється між атомами з різними ЕН.
6.Речовина КСІ — речовина з йонним зв'язком.
7. Чи є помилка в схемі утворення зв'язку: Н + СІ = НСІ?
8. Із поданого переліку елементів найелектронегативнішим є Оксисен: Сl, F, О.
9. Елемент, який має електронну конфігурацію Е )))284, розташований у IV періоді.
10. Йонний зв'язок виникає між атомами з дуже відмінними ЕН.
Завдання
1. Наведіть приклади речовин, до складу яких входить Оксиген, з ковалентним полярним і неполярним зв’язком. Напишіть електронні й структурні формули цих речовин.
2. В основному чи нромотованому стані перебувають атоми Фосфору й Сульфуру під час утворення молекул PCl3 і PCl5, H2S і SO3?
3. Відомо, що в утворенні хімічного зв’язку беруть участь валентні електрони. На якому енергетичному рівні перебувають валентні електрони в атомах Оксигену, Сульфуру, Фосфору, Йоду, Селену?
4. Чому Оксиген і Флуор не проявляють найвищу валентність, як їхні сусіди по родині? Поясніть це з точки зору будови атомів.
5. Поясніть, які валентності можуть проявляти Сульфур, Силіцій, Хлор, написавши будову атомів у основному та промото-ваному станах.
6. Ковалентний зв’язок утворюється за рахунок спільних електронних пар між атомами неметалічних елементів. Від чого залежить кількість спільних електронних нар? Скільки спільних електронних пар утворюється між атомами в молекулах кисню, фтору, азоту? Напишіть електронну й структурну формули цих сполук.
7. Напишіть електронні схеми утворення молекул брому, гідроген броміду (леткої водневої CHOJtyKH Брому), гідроген сульфіду (леткої водневої сполуки Сульфуру), амоніаку (леткої водневої сполуки Нітрогену), йоду. Укажіть типи хімічного зв’язку в молекулах цих сполук. Чим відрізняється ковалентний полярний зв’язок від ковалентного неполярного?
8. Дайте визначення поняття електроиегативність. Поясніть, як змінюється електронегативність у періодах і групах? Для елементів другого, третього періоду, для галогенів і лужних елементів укажіть елементи з найменшим і найбільшим значенням електронегативності.
9. Карбон є найголовнішим елементом органічних сполук, де він проявляє тільки одну свою валентність, хоча в неорганічній хімії трапляються його сполуки й з іншою валентністю. Які валентності може проявляти Карбон, якщо написати будову його атома в основному й иромотованому станах. Зробіть висновок щодо валентності Карбону' в органічних сполуках, якщо відомо, що до складу цих сполук він входить у промотованому стані. Напишіть електронну схему утворення молекули метану (леткої водневої сполуки Карбону) і запропонуйте структурну формулу цієї молекули. У якому напрямі будуть зміщуватися спільні електронні пари?
Домашнє завдання
Дякую за урок!