Содержание

Главная >> Химия 8 класс

Химия 8 класс с ГДЗ. Габриелян

§ 12. Ковалентная полярная химическая связь

При взаимодействии двух атомов одного и того же элемента-неметалла между ними образуется ковалентная химическая связь с помощью общих электронных пар. Эту ковалентную связь называют неполярной, так как общие электронные пары принадлежат обоим атомам в одинаковой степени и ни на одном из них не будет избытка или недостатка отрицательного заряда, который несут электроны.

Однако если ковалентная связь образуется между атомами разных элементов-неметаллов, то картина будет несколько иной. Рассмотрим, например, образование молекулы хлороводорода НСl из атомов водорода и хлора.

1. Атом водорода имеет на единственном уровне один электрон, и до его завершения ему не хватает ещё одного электрона. У атома хлора на внешнем уровне — семь электронов, и ему также недостает до завершения одного электрона.

2. Атомы водорода и хлора объединяют свои непарные электроны и образуют одну общую электронную пару, т. е. возникает ковалентная связь:

Структурная формула молекулы хлороводорода Н-Сl.

3. Так как ковалентная связь образуется между атомами различных элементов-неметаллов, то общая электронная пара будет принадлежать взаимодействующим атомам уже не в равной степени. Для того чтобы качественно определить, какому из этих атомов общая электронная пара будет принадлежать в большей мере, используют понятие электроотрицательноcть.

ЭО можно охарактеризовать как меру неметалличности химических элементов. В порядке уменьшения ЭО химические элементы располагаются в следующий ряд:

Самый электроотрицательный элемент в таблице Д. И. Менделеева — фтор. Это, так сказать, «золотой призёр» электроотрицательности. «Серебряным призёром» является кислород, а «бронзовым» — азот.

Величина ЭО элемента зависит от его положения в таблице Д. И. Менделеева: в каждом периоде она обычно возрастает с увеличением порядкового номера элемента, а в каждой подгруппе — уменьшается.

Пользуясь рядом ЭО, можно определить, куда смещаются общие электронные пары. Они всегда смещены к атомам элемента с большей ЭО. Например, в молекуле хлороводорода НСl общая электронная пара смещена к атому хлора, так как его ЭО больше, чем у водорода. В результате на атомах образуются частичные заряды Н^+0,18Сl^-0,18; в молекуле возникают два полюса — положительный и отрицательный. Поэтому такую ковалентную связь называют полярной.

Смещение общих электронных пар в случае ковалентной полярной связи иногда обозначают стрелками, а частичный заряд — греческой буквой δ («дельта»): .

В формулах соединений химический знак менее электроотрицательного элемента пишут первым. Так как ковалентная полярная связь является разновидностью ковалентной связи, то алгоритм рассуждений для её схематического изображения такой же, как и для ковалентной неполярной связи (см. § 11), только в этом случае добавится ещё один шаг — четвёртый: по ряду ЭО определим более электроотрицательный элемент и отразим полярность связи в структурной формуле стрелкой и обозначением частичных зарядов.

Например, рассмотрим алгоритм схематического изображения образования связи для соединения OF₂ — фторида кислорода.

1. Кислород — это элемент главной подгруппы VI группы (VIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева. Его атомы имеют по шесть электронов на внешнем электронном слое. Непарных электронов будет: 8 - 6 = 2.

Фтор — элемент главной подгруппы VII группы (VIIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева. Его атомы содержат по семь электронов на внешнем электронном слое. Непарным является один электрон.

2. Запишем знаки химических элементов с обозначением внешних электронов:

3. Запишем электронную и структурную формулы образовавшихся молекул:

4. По ряду ЭО определим, что общие электронные пары будут смещены от кислорода к фтору, как к более электроотрицательному элементу, т. е. связь будет ковалентной полярной: . Аналогично образуются молекулы воды:

В действительности молекула воды имеет не линейную, а угловую форму (∠HOH = = 104°27’). Строение молекулы воды можно изобразить различными способами (рис. 40).

Атом водорода образует только одну ковалентную связь с другими атомами. Поэтому говорят, что водород одновалентен. Атом кислорода связан с другими атомами двумя химическими связями — он двухвалентен. При образовании молекул атомы соединяются таким об разом, чтобы все их валентности были задействованы. Понятно, что двухвалентный кислород должен соединиться с двумя атомами одновалентного водорода. Если обозначить валентность чёрточкой, то схему образова ния молекулы воды можно представить так:

Аналогично трёхвалентный азот соединяется с тремя атомами одновалентного водорода в молекулу аммиака

Формулы, в которых валентности элементов обозна чены чёрточками, как вы знаете, называют структурными. Структурная формула метана СН₄ — соединение четырёхвалентного углерода с водородом — будет следующей:

А каким образом соединяются в молекулу углекислого газа С0₂ атомы четырёхвалентного углерода и двухвалентного кислорода? Очевидно, этот способ может отразить только следующая структурная формула:

Является ли валентность постоянной величиной? Оказывается для водорода и кислорода это утверждение верно, а вот для азота и углерода нет, так как эти элементы могут проявлять и другие значения валентности. Например, азот может быть одно-, двух-, трёх-, четырёхвалентен. Его соединения с кислородом будут иметь разный состав. Следовательно, различают: • элементы с постоянной валентностью (например, одновалентные: Н, F; двухвалентные: О, Be;трёхвалентные: В, Аl); • элементы с переменной валентностью (например, S проявляет валентности II, IV, VI; Сl — валентности I, III, V и VII). Давайте научимся выводить формулы двухэлементных соединений по валентности. Для вывода формулы соединения фосфора с кислородом, в котором фосфор пятивалентен, порядок действий следующий: 1) запишем рядом знаки элементов:

2) над знаками римскими цифрами обозначим валентности элементов:

3) найдём наименьшее общее кратное между валентностями элементов:

4) разделим наименьшее общее кратное на валентность каждого элемента — определим индексы, т. е. число атомов каждого элемента в формуле данного вещества (для фосфора индекс равен 2, а для кислорода — 5):

Аналогично выведем формулу соединения азота с кислородом, в котором азот четырёхвалентен.

Индекс 1 в формулах не записывается.

Знание валентности химических элементов необходимо для того, чтобы верно записать формулу вещества. Однако справедливо и обратное: по формуле вещества можно определить валентность одного из элементов, если известна валентность другого. Например, определим валентность серы в соединении, формула которого S0₃:

1) над знаком кислорода в формуле обозначим его валентность, так как она постоянна, а потому известна:

2) определим общее число валентностей всех атомов кислорода:

3) разделим полученное число на число атомов серы — это и будет значение её валентности:

4) запишем валентность серы над её знаком в формуле:

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

1. У атомов водорода и фосфора почти одинаковые значения ЭО. Каков тип химической связи в молекуле фосфина РН₃?

2. Определите тип химической связи и запишите схему её образования для веществ с формулами:

a) S₂, К₂0 и H₂S;

б) N₂, Li₃N и Cl₃N.

3. В какой из молекул — хлороводорода НСl или фтороводорода HF — ковалентная химическая связь более полярна?

4. В следующих предложениях впишите пропущенные слова и выражения: «Ковалентная химическая связь образуется за счёт . . . . По числу общих электронных пар она бывает . . . . По ЭО ковалентную связь делят на ... и ...».

5. Определите валентности элементов в соединениях с формулами:

PbS, Pb0₂, FeS₂, Fe₂S₃, SF₆. 6. Запишите формулы хлоридов — соединений элементов с одновалентным хлором: железа (III), меди (I), меди (II), марганца (IV), фосфора (V).

• Ковалентная полярная химическая связь. Ответы