Ay isa sa mga batong panulok kawili-wiling agham tinatawag na chemistry. Sa artikulong ito, susuriin natin ang lahat ng aspeto ng mga bono ng kemikal, ang kanilang kahalagahan sa agham, magbigay ng mga halimbawa at marami pang iba.

Ano ang chemical bond

Sa ilalim ng kemikal na bono sa kimika ay nauunawaan ang mutual adhesion ng mga atomo sa isang molekula at, bilang resulta ng pagkilos ng puwersa ng pagkahumaling na umiiral sa pagitan. Ito ay salamat sa mga bono ng kemikal na ang pagbuo ng iba't-ibang mga kemikal na compound, ito ang katangian ng chemical bond.

Mga uri ng mga bono ng kemikal

Ang mekanismo para sa pagbuo ng isang kemikal na bono ay lubos na nakasalalay sa uri o uri nito; sa pangkalahatan, ang mga sumusunod na pangunahing uri ng mga bono ng kemikal ay naiiba:

• Covalent chemical bond (na maaaring polar at non-polar)
• Ionic na bono
• Kemikal na dumidikit

tulad ng mga tao.

Tulad ng para sa, isang hiwalay na artikulo ay nakatuon dito sa aming website, at maaari mong basahin nang mas detalyado sa link. Dagdag pa, susuriin namin nang mas detalyado ang lahat ng iba pang pangunahing uri ng mga bono ng kemikal.

Ionic na kemikal na bono

Ang pagbuo ng isang ionic na kemikal na bono ay nangyayari kapag ang dalawang ion na may magkaibang mga singil ay kapwa naaakit. Ang mga ion ay kadalasang simple sa gayong mga kemikal na bono, na binubuo ng isang atom ng bagay.

Ionic chemical bond diagram.

Ang isang tampok na katangian ng ionic na uri ng isang kemikal na bono ay ang kakulangan ng saturation nito, at bilang isang resulta, isang napaka-iba't ibang bilang ng mga ion na magkasalungat na sinisingil ay maaaring sumali sa isang ion o kahit isang buong grupo ng mga ion. Ang isang halimbawa ng isang ionic chemical bond ay ang cesium fluoride compound CsF, kung saan ang antas ng "ionicity" ay halos 97%.

Bonong kemikal ng hydrogen

Matagal bago lumitaw ang modernong teorya ng mga bono ng kemikal sa loob nito modernong anyo Napansin ng mga siyentipikong kemikal na ang mga compound ng hydrogen na may mga di-metal ay may iba't ibang kamangha-manghang katangian. Sabihin nating ang kumukulong punto ng tubig at kasama ng hydrogen fluoride ay mas mataas kaysa sa maaaring mangyari, narito ka handa na halimbawa bono ng kemikal ng hydrogen.

Ang larawan ay nagpapakita ng isang diagram ng pagbuo ng isang hydrogen chemical bond.

Ang kalikasan at katangian ng hydrogen chemical bond ay dahil sa kakayahan ng hydrogen atom H na bumuo ng isa pang kemikal na bono, kaya ang pangalan ng bond na ito. Ang dahilan para sa pagbuo ng naturang koneksyon ay ang mga katangian ng mga puwersa ng electrostatic. Halimbawa, ang karaniwang ulap ng elektron sa molekula ng hydrogen fluoride ay napakalayo patungo sa fluorine na ang espasyo sa paligid ng atom ng sangkap na ito ay puspos ng negatibong larangan ng kuryente. Sa paligid ng isang hydrogen atom, lalo na kapag ito ay pinagkaitan ng kanyang nag-iisang electron, lahat ay eksaktong kabaligtaran, ang kanyang electron field ay mas mahina at, bilang isang resulta, ay may positibong singil. At ang mga positibo at negatibong singil, tulad ng alam mo, ay umaakit, sa isang simpleng paraan, isang hydrogen bond ang lumitaw.

Kemikal na bono ng mga metal

Anong chemical bond ang tipikal para sa mga metal? Ang mga sangkap na ito ay may sariling uri ng kemikal na bono - ang mga atomo ng lahat ng mga metal ay hindi matatagpuan sa anumang paraan, ngunit sa isang tiyak na paraan, ang pagkakasunud-sunod ng kanilang pag-aayos ay tinatawag kristal na sala-sala... Ang mga electron ng iba't ibang mga atom ay bumubuo ng isang karaniwang ulap ng elektron, habang sila ay mahinang nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Ito ang hitsura ng isang metal na kemikal na bono.

Ang anumang mga metal ay maaaring gamitin bilang isang halimbawa ng isang metal na kemikal na bono: sodium, iron, zinc, at iba pa.

Paano matukoy ang uri ng kemikal na bono

Depende sa mga sangkap na nakikilahok dito, kung ang isang metal at isang di-metal, kung gayon ang bono ay ionic, kung dalawang metal, pagkatapos ay metal, kung dalawang hindi metal, pagkatapos ay covalent.

Mga katangian ng bono ng kemikal

Upang ihambing ang iba't ibang mga reaksiyong kemikal iba't ibang quantitative na katangian ang ginagamit, tulad ng:

• haba,
• enerhiya,
• polarity,
• pagkakasunud-sunod ng mga link.

Tingnan natin ang mga ito nang mas malapitan.

Haba ng bono - ang equilibrium na distansya sa pagitan ng nuclei ng mga atom, na konektado ng isang kemikal na bono. Karaniwang sinusukat sa eksperimento.

Tinutukoy ng enerhiya ng isang kemikal na bono ang lakas nito. Sa kasong ito, ang enerhiya ay tumutukoy sa pagsisikap na kinakailangan upang masira ang isang kemikal na bono at magkahiwalay na mga atomo.

Ang polarity ng isang kemikal na bono ay nagpapakita kung gaano kalaki ang density ng elektron ay inilipat patungo sa isa sa mga atomo. Ang kakayahan ng mga atomo na ilipat ang densidad ng elektron sa kanilang sarili, o sa simpleng salita, "hilahin ang kumot sa kanilang sarili" sa kimika ay tinatawag na electronegativity.

Ang pagkakasunud-sunod ng isang bono ng kemikal (sa madaling salita, ang multiplicity ng isang bono ng kemikal) ay ang bilang ng mga pares ng elektron na pumapasok sa isang bono ng kemikal. Ang pagkakasunud-sunod ay maaaring buo o fractional, kung mas mataas ito, mas maraming mga electron ang gumagawa ng isang kemikal na bono at mas mahirap itong masira.

Chemical bond, video

At sa wakas pang-edukasyon na video tungkol sa iba't ibang uri kemikal na dumidikit.

Mga tema ng USE codifier: Covalent chemical bond, mga uri nito at mga mekanismo ng pagbuo. Mga pagtutukoy covalent bond(polarity at nagbubuklod na enerhiya). Ionic na bono. Metallic bond. Hydrogen bond

Intramolecular chemical bond

Una, isaalang-alang ang mga bono na lumabas sa pagitan ng mga particle sa loob ng mga molekula. Ang ganitong mga koneksyon ay tinatawag intramolecular.

Kemikal na dumidikit sa pagitan ng mga atomo mga elemento ng kemikal ay may electrostatic na kalikasan at nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng panlabas (valence) na mga electron, sa higit pa o mas kaunting antas hawak ng positively charged nuclei nakagapos na mga atomo.

Ang pangunahing konsepto dito ay ELECTRIC NEGATIVITY. Siya ang tumutukoy sa uri ng kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo at ang mga katangian ng bono na ito.

Ay ang kakayahan ng isang atom na akitin (hawakan) panlabas(valence) mga electron... Ang electronegativity ay tinutukoy ng antas ng pagkahumaling ng mga panlabas na electron sa nucleus at higit sa lahat ay nakasalalay sa radius ng atom at ang singil ng nucleus.

Ang electronegativity ay mahirap tukuyin nang hindi malabo. Nag-compile si L. Pauling ng talahanayan ng mga relatibong electronegativities (batay sa mga bond energies ng diatomic molecules). Ang pinaka electronegative na elemento ay fluorine na may kahulugan 4 .

Mahalagang tandaan na sa iba't ibang mga mapagkukunan maaari kang makahanap ng iba't ibang mga kaliskis at mga talahanayan ng mga halaga ng electronegativity. Hindi ito dapat matakot, dahil ito ay gumaganap ng isang papel sa pagbuo ng isang kemikal na bono atoms, at ito ay halos pareho sa anumang sistema.

Kung ang isa sa mga atomo sa kemikal na bono A: B ay nakakaakit ng mga electron nang mas malakas, kung gayon ang pares ng elektron ay inilipat patungo dito. Ang higit pa pagkakaiba ng electronegativities atoms, mas ang pares ng elektron ay displaced.

Kung ang mga halaga ng mga electronegativities ng mga nakikipag-ugnay na atom ay pantay o humigit-kumulang pantay: EO (A) ≈EO (B), kung gayon ang kabuuang pares ng elektron ay hindi inililipat sa alinman sa mga atomo: A: B... Ang koneksyon na ito ay tinatawag covalent non-polar.

Kung ang mga electronegativities ng mga nakikipag-ugnay na atom ay naiiba, ngunit hindi gaanong (ang pagkakaiba sa mga electronegativities ay tungkol sa 0.4 hanggang 2: 0,4<ΔЭО<2 ), pagkatapos ang pares ng elektron ay inilipat sa isa sa mga atomo. Ang koneksyon na ito ay tinatawag covalent polar .

Kung ang mga electronegativities ng mga nakikipag-ugnay na atom ay makabuluhang naiiba (ang pagkakaiba sa mga electronegativities ay mas malaki kaysa sa 2: ΔEO> 2), pagkatapos ang isa sa mga electron ay halos ganap na inilipat sa kabilang atom, kasama ang pagbuo mga ion... Ang koneksyon na ito ay tinatawag ionic.

Ang mga pangunahing uri ng mga bono ng kemikal ay - covalent, ionic at metal komunikasyon. Isaalang-alang natin ang mga ito nang mas detalyado.

Covalent chemical bond

Covalent bond – ito ay isang kemikal na bono binuo ng pagbuo ng isang karaniwang pares ng elektron A: B ... Bukod dito, dalawang atoms magkakapatong atomic orbitals. Ang isang covalent bond ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo na may maliit na pagkakaiba sa mga electronegativities (bilang panuntunan, sa pagitan ng dalawang di-metal) o mga atomo ng isang elemento.

Mga pangunahing katangian ng mga covalent bond

• focus,
• saturability,
• polarity,
• polarisability.

Ang mga katangian ng pagbubuklod na ito ay nakakaapekto sa mga kemikal at pisikal na katangian ng mga sangkap.

Direksyon ng komunikasyon nailalarawan ang kemikal na istraktura at anyo ng mga sangkap. Ang mga anggulo sa pagitan ng dalawang mga bono ay tinatawag na mga anggulo ng bono. Halimbawa, sa isang molekula ng tubig ang anggulo ng bono ng H-O-H ay 104.45 о, samakatuwid ang molekula ng tubig ay polar, at sa molekula ng methane ang anggulo ng bono ng H-C-H ay 108 о 28 ′.

Saturability Ay ang kakayahan ng mga atomo na bumuo ng limitadong bilang ng mga covalent chemical bond. Ang bilang ng mga bono na maaaring mabuo ng isang atom ay tinatawag.

Polarity Ang bono ay nagmumula sa hindi pantay na pamamahagi ng densidad ng elektron sa pagitan ng dalawang atom na may magkaibang electronegativity. Ang mga covalent bond ay nahahati sa polar at non-polar.

Polarizability mga koneksyon ay kakayahan ng mga bond electron na lumipat sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na electric field(sa partikular, ang electric field ng isa pang particle). Ang polarizability ay depende sa mobility ng elektron. Ang mas malayo ang elektron ay mula sa nucleus, mas mobile ito, at, nang naaayon, ang molekula ay mas polarisable.

Covalent non-polar chemical bond

Mayroong 2 uri ng covalent bonding - POLAR at HINDI POLAR .

Halimbawa . Isaalang-alang ang istraktura ng hydrogen molecule H 2. Ang bawat hydrogen atom sa panlabas na antas ng enerhiya ay nagdadala ng 1 hindi pares na elektron. Upang ipakita ang atom, ginagamit namin ang istraktura ng Lewis - ito ay isang diagram ng istraktura ng panlabas na antas ng enerhiya ng atom, kapag ang mga electron ay tinutukoy ng mga tuldok. Ang mga modelo ng istruktura ng Lewis point ay nakakatulong kapag nagtatrabaho sa mga elemento ng ikalawang yugto.

H. +. H = H: H

Kaya, ang molekula ng hydrogen ay may isang karaniwang pares ng elektron at isang kemikal na bono H - H. Ang pares ng elektron na ito ay hindi inililipat sa alinman sa mga atomo ng hydrogen, dahil ang electronegativity ng hydrogen atoms ay pareho. Ang koneksyon na ito ay tinatawag covalent non-polar .

Covalent non-polar (symmetric) bond Ay isang covalent bond na nabuo ng mga atomo na may pantay na electronegativity (bilang panuntunan, ang parehong mga non-metal) at, samakatuwid, na may pare-parehong pamamahagi ng density ng elektron sa pagitan ng mga nuclei ng mga atomo.

Ang dipole moment ng non-polar bonds ay 0.

Mga halimbawa ng: H 2 (H-H), O 2 (O = O), S 8.

Covalent polar chemical bond

Covalent polar bond Ay isang covalent bond na nangyayari sa pagitan mga atom na may iba't ibang electronegativity (karaniwan, iba't ibang di-metal) at nailalarawan sa pamamagitan ng displacement isang karaniwang pares ng elektron sa isang mas electronegative na atom (polarization).

Ang density ng elektron ay inilipat sa isang mas electronegative na atom - samakatuwid, ang isang bahagyang negatibong singil (δ-) ay lumitaw dito, at isang bahagyang positibong singil (δ +, delta +) ay bumangon sa isang mas kaunting electronegative na atom.

Kung mas malaki ang pagkakaiba sa mga electronegativities ng mga atom, mas mataas polarity mga koneksyon at higit pa dipole moment ... Ang mga karagdagang kaakit-akit na puwersa ay kumikilos sa pagitan ng mga kalapit na molekula at mga singil ng magkasalungat na tanda, na tumataas lakas komunikasyon.

Ang polarity ng isang bono ay nakakaapekto sa pisikal at kemikal na mga katangian ng mga compound. Ang mga mekanismo ng reaksyon at maging ang reaktibiti ng mga kalapit na mga bono ay nakasalalay sa polarity ng bono. Ang polarity ng koneksyon ay madalas na tinutukoy polarity ng molekula at sa gayon ay direktang nakakaapekto sa mga pisikal na katangian tulad ng boiling point at melting point, solubility sa polar solvents.

Mga halimbawa: HCl, CO 2, NH 3.

Mga mekanismo ng pagbuo ng covalent bond

Ang isang covalent chemical bond ay maaaring mangyari sa pamamagitan ng 2 mekanismo:

1. Mekanismo ng palitan ang pagbuo ng isang covalent chemical bond ay kapag ang bawat particle ay nagbibigay ng isang hindi pares na elektron para sa pagbuo ng isang karaniwang pares ng elektron:

A . + . B = A: B

2. Ang pagbuo ng covalent bond ay isang mekanismo kung saan ang isa sa mga particle ay nagbibigay ng nag-iisang pares ng elektron, at ang isa pang particle ay nagbibigay ng bakanteng orbital para sa pares ng elektron na ito:

A: + B = A: B

Sa kasong ito, ang isa sa mga atomo ay nagbibigay ng nag-iisang pares ng elektron ( donor), at ang isa pang atom ay nagbibigay ng bakanteng orbital para sa pares na ito ( tumatanggap). Bilang resulta ng pagbuo ng bono, ang parehong enerhiya ng elektron ay bumababa, i.e. ito ay kapaki-pakinabang para sa mga atomo.

Isang covalent bond na nabuo ng mekanismo ng donor-acceptor ay hindi naiiba sa mga katangian mula sa iba pang mga covalent bond na nabuo sa pamamagitan ng mekanismo ng palitan. Ang pagbuo ng isang covalent bond sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor ay tipikal para sa mga atom na may alinman sa isang malaking bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya (mga donor ng elektron), o kabaliktaran, na may napakaliit na bilang ng mga electron (mga electron acceptor). Ang mga kakayahan ng valence ng mga atom ay isinasaalang-alang nang mas detalyado sa kaukulang seksyon.

Ang isang covalent bond ng mekanismo ng donor-acceptor ay nabuo:

- sa isang molekula carbon monoxide CO(ang bono sa molekula ay triple, 2 bono ang nabuo sa pamamagitan ng mekanismo ng palitan, isa sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor): C≡O;

- v ammonium ion NH 4 +, sa mga ion mga organikong amine, halimbawa, sa methylammonium ion CH 3 -NH 2 +;

- v mga kumplikadong compound, isang kemikal na bono sa pagitan ng gitnang atom at mga grupo ng ligand, halimbawa, sa sodium tetrahydroxoaluminate Na, ang bono sa pagitan ng aluminum at hydroxide ions;

- v nitric acid at mga asin nito- nitrates: HNO 3, NaNO 3, sa ilang iba pang mga nitrogen compound;

- sa isang molekula ozone O 3.

Mga pangunahing katangian ng isang covalent bond

Ang isang covalent bond ay karaniwang nabuo sa pagitan ng nonmetal atoms. Ang mga pangunahing katangian ng isang covalent bond ay haba, enerhiya, multiplicity at direksyon.

Multiplicity ng chemical bond

Multiplicity ng chemical bond - ito ay ang bilang ng mga karaniwang pares ng elektron sa pagitan ng dalawang atom sa isang tambalan... Ang multiplicity ng bono ay madaling matukoy mula sa halaga ng mga atom na bumubuo sa molekula.

Halimbawa , sa hydrogen molecule H 2, ang bond multiplicity ay 1, since ang bawat hydrogen ay mayroon lamang 1 hindi pares na elektron sa panlabas na antas ng enerhiya, samakatuwid, isang karaniwang pares ng elektron ang nabuo.

Sa molekula ng oxygen O 2, ang multiplicity ng bono ay 2, dahil bawat atom sa panlabas na antas ng enerhiya ay may 2 hindi magkapares na electron: O = O.

Sa isang nitrogen molecule N 2, ang bond multiplicity ay 3, since sa pagitan ng bawat atom ay mayroong 3 hindi magkapares na electron sa panlabas na antas ng enerhiya, at ang mga atom ay bumubuo ng 3 karaniwang mga pares ng elektron N≡N.

Haba ng covalent bond

Haba ng bono ng kemikal Ay ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng nuclei ng mga atom na bumubuo ng bono. Natutukoy ito ng mga eksperimentong pisikal na pamamaraan. Ang haba ng bono ay maaaring tantiyahin nang humigit-kumulang ayon sa tuntunin ng additivity, ayon sa kung saan ang haba ng bono sa molekula ng AB ay humigit-kumulang katumbas ng kalahating kabuuan ng mga haba ng bono sa mga molekula ng A2 at B2:

Ang haba ng chemical bond ay maaaring halos tantiyahin kasama ang radii ng mga atomo pagbuo ng isang bono, o sa dalas ng komunikasyon kung ang radii ng mga atom ay hindi masyadong naiiba.

Sa pagtaas ng radii ng mga atomo na bumubuo ng isang bono, tataas ang haba ng bono.

Halimbawa

Sa pagtaas ng multiplicity ng bono sa pagitan ng mga atomo (na ang atomic radii ay hindi naiiba, o hindi gaanong naiiba), ang haba ng bono ay bababa.

Halimbawa ... Sa serye: C – C, C = C, C≡C, bumababa ang haba ng bond.

Enerhiya ng komunikasyon

Ang enerhiya ng bono ay isang sukatan ng lakas ng isang kemikal na bono. Enerhiya ng komunikasyon ay tinutukoy ng enerhiya na kinakailangan upang masira ang isang bono at alisin ang mga atomo na bumubuo sa bono na ito sa isang walang katapusang malaking distansya mula sa isa't isa.

Ang isang covalent bond ay napakatibay. Ang enerhiya nito ay mula sa ilang sampu hanggang ilang daang kJ / mol. Kung mas mataas ang enerhiya ng bono, mas malaki ang lakas ng bono, at kabaliktaran.

Ang lakas ng isang kemikal na bono ay nakasalalay sa haba ng bono, polarity ng bono at multiplicity ng bono. Kung mas mahaba ang bono ng kemikal, mas madaling masira ito, at mas mababa ang enerhiya ng bono, mas mababa ang lakas nito. Kung mas maikli ang chemical bond, mas malakas ito, at mas malaki ang bond energy.

Halimbawa, sa serye ng mga compound HF, HCl, HBr, mula kaliwa hanggang kanan, ang lakas ng bono ng kemikal bumababa mula noon ang haba ng koneksyon ay tumataas.

Ionic na kemikal na bono

Ionic na bono Ay isang kemikal na bono batay sa electrostatic attraction ng mga ions.

Jonah ay nabuo sa proseso ng pagtanggap o pagbibigay ng mga electron sa pamamagitan ng mga atomo. Halimbawa, ang mga atomo ng lahat ng mga metal ay mahinang nagpapanatili ng mga electron ng panlabas na antas ng enerhiya. Samakatuwid, ang mga atomo ng metal ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga katangian ng pagpapanumbalik- ang kakayahang mag-abuloy ng mga electron.

Halimbawa. Ang sodium atom ay naglalaman ng 1 elektron sa 3 antas ng enerhiya. Madaling ibigay ito, ang sodium atom ay bumubuo ng mas matatag na Na + ion, na may elektronikong pagsasaayos ng marangal na neon gas na Ne. Ang sodium ion ay naglalaman ng 11 proton at 10 electron lamang, kaya ang kabuuang singil ng ion ay -10 + 11 = +1:

+11Na) 2) 8) 1 - 1e = +11 Na +) 2 ) 8

Halimbawa. Ang chlorine atom sa panlabas na antas ng enerhiya ay naglalaman ng 7 electron. Upang makuha ang pagsasaayos ng isang matatag na inert argon atom Ar, kailangan ng chlorine na ikabit ang 1 electron. Pagkatapos ng attachment ng isang electron, isang matatag na chlorine ion ay nabuo, na binubuo ng mga electron. Ang kabuuang singil ng ion ay -1:

+17Cl) 2) 8) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8

Tandaan:

• Ang mga katangian ng mga ion ay iba sa mga katangian ng mga atomo!
• Ang mga matatag na ion ay maaaring mabuo hindi lamang mga atomo, ngunit din pangkat ng mga atomo... Halimbawa: ammonium ion NH 4 +, sulfate ion SO 4 2-, atbp. Ang mga kemikal na bono na nabuo ng naturang mga ion ay itinuturing din na ionic;
• Ang ionic bond, bilang panuntunan, ay nabuo sa bawat isa mga metal at di-metal(mga grupo ng mga di-metal);

Ang mga nagreresultang ions ay naaakit sa pamamagitan ng electrical attraction: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

I-summarize natin pagkakaiba sa pagitan ng mga uri ng covalent at ionic bond:

Metallic bond Ay isang koneksyon na medyo nabuo libreng elektron sa pagitan mga ion ng metal bumubuo ng isang kristal na sala-sala.

Ang mga metal na atom sa panlabas na antas ng enerhiya ay karaniwang matatagpuan isa hanggang tatlong electron... Ang radii ng mga atomo ng metal, bilang isang panuntunan, ay malaki - samakatuwid, ang mga atomo ng metal, sa kaibahan sa mga di-metal, ay madaling mag-donate ng mga panlabas na electron, i.e. ay malakas na mga ahente ng pagbabawas.

Sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga electron, ang mga metal na atom ay nagiging positibong sisingilin ang mga ion ... Ang mga hiwalay na electron ay medyo libre gumalaw sa pagitan ng positibong sisingilin na mga ion ng metal. Sa pagitan ng mga particle na ito may koneksyon mula noon pinagsama-sama ng mga shared electron ang mga layered metal cation , kaya lumilikha ng isang sapat na malakas metal na kristal na sala-sala ... Sa kasong ito, ang mga electron ay patuloy na gumagalaw nang magulo, i.e. ang mga bagong neutral na atomo at mga bagong kasyon ay patuloy na umuusbong.

Intermolecular na pakikipag-ugnayan

Hiwalay, ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa mga pakikipag-ugnayan na lumitaw sa pagitan ng mga indibidwal na molekula sa isang sangkap - intermolecular na pakikipag-ugnayan ... Ang intermolecular na pakikipag-ugnayan ay isang uri ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga neutral na atomo kung saan hindi lumalabas ang mga bagong covalent bond. Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay natuklasan ni van der Waals noong 1869, at ipinangalan sa kanya. pwersa ni Van Dar Waals... Ang mga puwersa ng van der Waals ay nahahati sa oryentasyon, pagtatalaga sa tungkulin at nagpapakalat ... Ang enerhiya ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ay mas mababa kaysa sa enerhiya ng isang kemikal na bono.

Orientational na puwersa ng grabidad nagaganap sa pagitan ng mga polar molecule (dipole-dipole interaction). Ang mga puwersang ito ay lumitaw sa pagitan ng mga polar molecule. Mga pakikipag-ugnayan sa induction Ay ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang polar molecule at isang non-polar. Ang isang non-polar molecule ay polarized dahil sa pagkilos ng isang polar, na bumubuo ng karagdagang electrostatic attraction.

Ang isang espesyal na uri ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ay ang mga bono ng hydrogen. - ito ay mga intermolecular (o intramolecular) na mga kemikal na bono na lumitaw sa pagitan ng mga molekula kung saan mayroong malakas na polar covalent bond - H-F, H-O o H-N... Kung mayroong gayong mga bono sa isang molekula, kung gayon sa pagitan ng mga molekula ay magkakaroon karagdagang pwersa ng grabidad .

Mekanismo ng pagbuo Ang hydrogen bonding ay bahagyang electrostatic at partly donor – acceptor. Sa kasong ito, ang donor ng pares ng elektron ay ang atom ng isang malakas na electronegative na elemento (F, O, N), at ang acceptor ay ang mga hydrogen atom na konektado sa mga atom na ito. Ang hydrogen bond ay nailalarawan sa pamamagitan ng focus sa kalawakan at saturation.

Ang hydrogen bond ay maaaring tukuyin ng mga tuldok: Н ··· O. Kung mas malaki ang electronegativity ng atom, na sinamahan ng hydrogen, at mas maliit ang laki nito, mas malakas ang hydrogen bond. Ito ay pangunahing katangian ng mga compound fluorine na may hydrogen at gayundin sa oxygen na may hydrogen , mas kaunti nitrogen na may hydrogen .

Ang mga hydrogen bond ay lumitaw sa pagitan ng mga sumusunod na sangkap:

— hydrogen fluoride HF(gas, solusyon ng hydrogen fluoride sa tubig - hydrofluoric acid), tubig H 2 O (singaw, yelo, likidong tubig):

— solusyon ng ammonia at organic amines- sa pagitan ng ammonia at mga molekula ng tubig;

— mga organikong compound kung saan nagbubuklod ang O-H o N-H: alcohols, carboxylic acids, amines, amino acids, phenols, aniline at mga derivatives nito, protina, solusyon ng carbohydrates - monosaccharides at disaccharides.

Ang hydrogen bond ay nakakaapekto sa pisikal at kemikal na mga katangian ng mga sangkap. Kaya, ang karagdagang pagkahumaling sa pagitan ng mga molekula ay nagpapahirap sa mga sangkap na kumulo. Para sa mga sangkap na may mga bono ng hydrogen, ang isang abnormal na pagtaas sa punto ng kumukulo ay sinusunod.

Halimbawa , bilang isang panuntunan, na may pagtaas sa molekular na timbang, ang pagtaas sa kumukulong punto ng mga sangkap ay sinusunod. Gayunpaman, sa isang bilang ng mga sangkap H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te hindi namin naobserbahan ang isang linear na pagbabago sa mga punto ng kumukulo.

Ibig sabihin, sa abnormal na mataas na punto ng kumukulo ng tubig - hindi bababa sa -61 o C, tulad ng ipinapakita sa amin ng tuwid na linya, ngunit higit pa, +100 o C. Ang anomalyang ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga molekula ng tubig. Samakatuwid, sa ilalim ng normal na mga kondisyon (0-20 ° C), ang tubig ay likido ayon sa estado ng phase.

Ang konsepto ng isang kemikal na bono ay walang maliit na kahalagahan sa iba't ibang larangan ng kimika bilang isang agham. Ito ay dahil sa ang katunayan na ito ay sa tulong nito na ang mga indibidwal na atomo ay maaaring pagsamahin sa mga molekula, na bumubuo ng lahat ng uri ng mga sangkap, na, naman, ay ang paksa ng pananaliksik sa kemikal.

Ang pagkakaiba-iba ng mga atomo at molekula ay nauugnay sa paglitaw ng iba't ibang uri ng mga bono sa pagitan nila. Ang iba't ibang klase ng mga molekula ay nailalarawan sa pamamagitan ng kanilang sariling mga katangian ng pamamahagi ng mga electron, at samakatuwid ang kanilang sariling mga uri ng mga bono.

Pangunahing konsepto

Kemikal na dumidikit ay tinatawag na isang hanay ng mga pakikipag-ugnayan na humahantong sa pagbubuklod ng mga atomo sa pagbuo ng mga matatag na particle ng isang mas kumplikadong istraktura (mga molekula, ion, radical), pati na rin ang mga pinagsama-samang (mga kristal, baso, atbp.). Ang likas na katangian ng mga pakikipag-ugnayan na ito ay likas na elektrikal, at lumitaw ang mga ito sa panahon ng pamamahagi ng mga valence electron sa papalapit na mga atomo.

Tinanggap ni Valence pangalanan ang kakayahan ng isang atom na bumuo ng isang tiyak na bilang ng mga bono sa iba pang mga atomo. Sa mga ionic compound, ang bilang ng mga donasyon o nakakabit na mga electron ay kinuha bilang halaga ng valence. Sa mga covalent compound, ito ay katumbas ng bilang ng mga karaniwang pares ng elektron.

Sa ilalim ang estado ng oksihenasyon ay nauunawaan bilang isang kondisyon ang singil na maaaring nasa isang atom kung ang lahat ng polar covalent bond ay ionic.

Ang multiplicity ng komunikasyon ay tinatawag ang bilang ng mga nakabahaging pares ng elektron sa pagitan ng mga itinuturing na atom.

Ang mga bono na isinasaalang-alang sa iba't ibang sangay ng kimika ay maaaring nahahati sa dalawang uri ng mga bono ng kemikal: ang mga humahantong sa pagbuo ng mga bagong sangkap (intramolecular) , at ang mga nanggagaling sa pagitan ng mga molekula (intermolecular).

Mga pangunahing katangian ng komunikasyon

Sa pamamagitan ng enerhiya ng komunikasyon ay tinatawag na enerhiya na kinakailangan upang masira ang lahat ng umiiral na mga bono sa molekula. Ito rin ang enerhiya na inilabas sa panahon ng pagbuo ng isang bono.

Haba ng komunikasyon ay tumutukoy sa distansya sa pagitan ng katabing nuclei ng mga atomo sa isang molekula kung saan ang mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi ay balanse.

Ang dalawang katangian ng kemikal na bono ng mga atomo ay isang sukatan ng lakas nito: mas maikli ang haba at mas malaki ang enerhiya, mas malakas ang bono.

Anggulo ng Valence kaugalian na tawagan ang anggulo sa pagitan ng mga kinakatawan na linya na dumadaan sa direksyon ng bono sa pamamagitan ng nuclei ng mga atomo.

Mga Paraan ng Paglalarawan ng Relasyon

Ang pinakakaraniwan ay dalawang paraan sa pagpapaliwanag ng chemical bond, na hiniram mula sa quantum mechanics:

Paraan ng molecular orbital. Itinuturing niya ang isang molekula bilang isang koleksyon ng mga electron at nuclei ng mga atomo, na ang bawat indibidwal na elektron ay gumagalaw sa larangan ng pagkilos ng lahat ng iba pang mga electron at nuclei. Ang molekula ay may orbital na istraktura, at ang lahat ng mga electron nito ay ipinamamahagi sa mga orbit na ito. Gayundin, ang pamamaraang ito ay tinatawag na MO LCAO, na nangangahulugang "molecular orbital - linear combination

Ang paraan ng valence bonds. Kinakatawan ang isang molekula bilang isang sistema ng dalawang gitnang molekular na orbital. Bukod dito, ang bawat isa sa kanila ay tumutugma sa isang bono sa pagitan ng dalawang katabing mga atomo sa molekula. Ang pamamaraan ay batay sa mga sumusunod na probisyon:

1. Ang pagbuo ng isang kemikal na bono ay isinasagawa ng isang pares ng mga electron na may magkasalungat na mga spin, na matatagpuan sa pagitan ng dalawang itinuturing na mga atomo. Ang nabuong pares ng elektron ay nabibilang sa dalawang atom na pantay.
2. Ang bilang ng mga bono na nabuo ng isa o ibang atom ay katumbas ng bilang ng mga hindi magkapares na mga electron sa lupa at mga nasasabik na estado.
3. Kung ang mga elektronikong pares ay hindi nakikibahagi sa pagbuo ng isang bono, kung gayon ang mga ito ay tinatawag na nag-iisang pares.

Electronegativity

Posible upang matukoy ang uri ng bono ng kemikal sa mga sangkap batay sa pagkakaiba sa mga halaga ng mga electronegativities ng mga atom na bumubuo nito. Sa ilalim electronegativity unawain ang kakayahan ng mga atomo na hilahin ang mga karaniwang pares ng elektron (electron cloud), na humahantong sa polarisasyon ng bono.

Mayroong iba't ibang mga paraan upang matukoy ang mga halaga ng mga electronegativities ng mga elemento ng kemikal. Gayunpaman, ang pinakaginagamit ay ang iskala batay sa thermodynamic data, na iminungkahi noong 1932 ni L. Pauling.

Ang mas makabuluhang pagkakaiba sa mga electronegativities ng mga atomo, mas makikita ang ionicity nito. Sa kabaligtaran, ang pantay o malapit na mga halaga ng electronegativity ay nagpapahiwatig ng covalent na katangian ng bono. Sa madaling salita, posibleng mathematically upang matukoy kung anong uri ng kemikal na bono ang sinusunod sa isang partikular na molekula. Upang gawin ito, kailangan mong kalkulahin ang ΔХ - ang pagkakaiba sa pagitan ng mga electronegativities ng mga atom sa pamamagitan ng formula: ΔX = | X 1 -NS 2 |.

• Kung ΔX> 1.7, pagkatapos ay ang bono ay ionic.
• Kung 0.5≤ΔX≤1.7, pagkatapos ay ang covalent bond ay polar.
• Kung ΔX = 0 o malapit dito, pagkatapos ay ang bono ay tumutukoy sa isang covalent non-polar.

Ionic na bono

Ang ionic bond ay isang bono na lumilitaw sa pagitan ng mga ion o dahil sa kumpletong paghila ng isang karaniwang pares ng elektron ng isa sa mga atomo. Sa mga sangkap, ang ganitong uri ng kemikal na bono ay isinasagawa ng mga puwersa ng electrostatic attraction.

Ang mga ion ay mga particle na may charge na nabuo mula sa mga atomo bilang resulta ng pagkakabit o paglabas ng mga electron. Kung ang isang atom ay tumatanggap ng mga electron, ito ay nakakakuha ng isang negatibong singil at nagiging isang anion. Kung ang atom ay nag-donate ng mga valence electron, ito ay nagiging isang positibong sisingilin na particle na tinatawag na isang cation.

Ito ay katangian ng mga compound na nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo ng mga tipikal na metal na may mga atomo ng mga tipikal na di-metal. Ang pangunahing bahagi ng prosesong ito ay ang pagnanais ng mga atomo na makakuha ng matatag na mga pagsasaayos ng elektroniko. At para sa mga tipikal na metal at non-metal, para dito kailangan mong magbigay o tumanggap lamang ng 1-2 electron, na madali nilang gawin.

Ang mekanismo ng pagbuo ng isang ionic na kemikal na bono sa isang molekula ay tradisyonal na isinasaalang-alang sa halimbawa ng pakikipag-ugnayan ng sodium at chlorine. Ang mga alkali metal na atom ay madaling mag-donate ng isang electron na hinila ng isang halogen atom. Ang resulta ay isang Na + cation at isang Cl - anion, na pinagsasama-sama ng electrostatic attraction.

Walang perpektong ionic bond. Kahit na sa naturang mga compound, na madalas na tinutukoy bilang ionic, ang huling paglipat ng mga electron mula sa atom patungo sa atom ay hindi nangyayari. Ang nabuong pares ng elektron ay nananatili pa ring karaniwang ginagamit. Samakatuwid, ang isa ay nagsasalita ng antas ng ionicity ng covalent bond.

Ang ionic bond ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang pangunahing katangian na nauugnay sa isa't isa:

• nondirectionality, ibig sabihin, ang electric field sa paligid ng ion ay may hugis ng isang globo;
• unsaturation, iyon ay, ang bilang ng magkasalungat na sisingilin na mga ion na maaaring matatagpuan sa paligid ng anumang ion, ay tinutukoy ng kanilang laki.

Covalent chemical bond

Ang bono na nabuo kapag ang mga ulap ng elektron ng mga nonmetal na atomo ay nagsasapawan, iyon ay, na isinasagawa ng isang karaniwang pares ng elektron, ay tinatawag na isang covalent bond. Tinutukoy ng bilang ng mga nakabahaging pares ng mga electron ang multiplicity ng bond. Kaya, ang mga atomo ng hydrogen ay pinag-uugnay ng isang bono ng H ··· H, at ang mga atomo ng oxygen ay bumubuo ng isang dobleng bono O :: O.

Mayroong dalawang mga mekanismo para sa pagbuo nito:

• Mapapalitan - ang bawat atom ay kumakatawan sa isang elektron para sa pagbuo ng isang karaniwang pares: А
• Donor-acceptor - para sa pagbuo ng isang bono, ang isa sa mga atomo (donor) ay nagbibigay ng isang pares ng mga electron, at ang pangalawa (acceptor) ay nagbibigay ng isang libreng orbital para sa paglalagay nito: A +: B = A: B.

Ang mga paraan ng pag-overlay ng mga ulap ng elektron sa panahon ng pagbuo ng isang covalent chemical bond ay iba rin.

1. Direkta. Ang cloud overlap na rehiyon ay namamalagi sa isang tuwid na haka-haka na linya na nagkokonekta sa nuclei ng mga atom na isinasaalang-alang. Sa kasong ito, nabuo ang mga σ-bond. Ang uri ng chemical bond na nangyayari sa kasong ito ay depende sa uri ng electron clouds na sumasailalim sa overlapping: s-s, s-p, p-p, s-d o p-d σ-bond. Sa isang particle (molekula o ion), isang σ-bond lamang ang posible sa pagitan ng dalawang magkatabing atomo.
2. Lateral. Isinasagawa ito sa magkabilang panig ng linya na nagkokonekta sa atomic nuclei. Ito ay kung paano nabuo ang isang π-bond, at posible rin ang mga varieties nito: p-p, p-d, d-d. Bukod sa σ-bond, ang π-bond ay hindi kailanman nabuo; maaari itong nasa mga molekula na naglalaman ng maramihang (doble at triple) na mga bono.

Mga katangian ng covalent bond

Sila ang tumutukoy sa mga kemikal at pisikal na katangian ng mga compound. Ang mga pangunahing katangian ng anumang kemikal na bono sa mga sangkap ay ang direksyon nito, polarity at polarizability, pati na rin ang saturation.

Focus Ang koneksyon ay dahil sa mga kakaibang istruktura ng molekular ng mga sangkap at ang geometriko na hugis ng kanilang mga molekula. Ang kakanyahan nito ay ang pinakamahusay na overlap ng mga ulap ng elektron ay posible sa isang tiyak na oryentasyon sa espasyo. Ang mga variant ng pagbuo ng σ- at π-bond ay naikonsidera na sa itaas.

Sa ilalim saturation maunawaan ang kakayahan ng mga atomo na bumuo ng isang tiyak na bilang ng mga bono ng kemikal sa isang molekula. Ang bilang ng mga covalent bond para sa bawat atom ay limitado ng bilang ng mga panlabas na orbital.

Polarity Ang bono ay nakasalalay sa pagkakaiba sa mga halaga ng electronegativity ng mga atomo. Ang pagkakapareho ng pamamahagi ng mga electron sa pagitan ng nuclei ng mga atom ay nakasalalay dito. Ang isang covalent bond para sa katangiang ito ay maaaring polar o non-polar.

• Kung ang isang karaniwang pares ng electron ay pantay na kabilang sa bawat isa sa mga atomo at matatagpuan sa parehong distansya mula sa kanilang nuclei, kung gayon ang covalent bond ay non-polar.
• Kung ang karaniwang pares ng mga electron ay inilipat sa nucleus ng isa sa mga atomo, ang isang covalent polar chemical bond ay nabuo.

Polarizability ay ipinahayag sa pamamagitan ng pag-aalis ng mga bond electron sa ilalim ng pagkilos ng isang panlabas na electric field, na maaaring kabilang sa isa pang particle, kalapit na mga bono sa parehong molekula, o nagmula sa mga panlabas na pinagmumulan ng mga electromagnetic field. Kaya, ang isang covalent bond sa ilalim ng kanilang impluwensya ay maaaring magbago ng polarity nito.

Ang hybridization ng mga orbital ay nauunawaan na nangangahulugan ng pagbabago sa kanilang hugis sa panahon ng pagpapatupad ng isang kemikal na bono. Ito ay kinakailangan upang makamit ang pinaka-epektibong overlap. Mayroong mga sumusunod na uri ng hybridization:

• sp 3. Ang isang s at tatlong p orbital ay bumubuo ng apat na "hybrid" na orbital na may parehong hugis. Sa panlabas, ito ay kahawig ng isang tetrahedron na may anggulo sa pagitan ng mga palakol na 109 °.
• sp 2. Ang isang s- at dalawang p-orbital ay bumubuo ng isang patag na tatsulok na may anggulo sa pagitan ng mga axes na 120 °.
• sp. Ang isang s- at isang p-orbital ay bumubuo ng dalawang "hybrid" na orbital na may anggulo na 180 ° sa pagitan ng kanilang mga palakol.

Ang isang tampok ng istraktura ng mga metal na atom ay isang medyo malaking radius at ang pagkakaroon ng isang maliit na bilang ng mga electron sa mga panlabas na orbital. Bilang resulta, sa gayong mga elemento ng kemikal, ang bono sa pagitan ng nucleus at ng mga valence electron ay medyo mahina at madaling masira.

metal ang isang bono ay tinatawag na gayong pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atomo-ion ng mga metal, na isinasagawa sa tulong ng mga delokalisadong electron.

Sa mga metal na particle, ang mga valence electron ay madaling umalis sa mga panlabas na orbital, pati na rin sakupin ang mga bakanteng lugar sa kanila. Kaya, sa iba't ibang panahon, ang parehong particle ay maaaring isang atom at isang ion. Ang mga electron na hiwalay sa kanila ay malayang gumagalaw sa kabuuan ng dami ng kristal na sala-sala at nagsasagawa ng isang kemikal na bono.

Ang ganitong uri ng bono ay may pagkakatulad sa ionic at covalent. Tulad ng para sa ionic bond, ang mga ion ay kinakailangan para sa pagkakaroon ng isang metal na bono. Ngunit kung para sa pagpapatupad ng pakikipag-ugnayan ng electrostatic sa unang kaso, ang mga cation at anion ay kinakailangan, kung gayon sa pangalawa ang papel ng mga negatibong sisingilin na mga particle ay nilalaro ng mga electron. Kung ihahambing natin ang isang metal na bono na may isang covalent bond, kung gayon ang mga karaniwang electron ay kinakailangan para sa pagbuo ng pareho. Gayunpaman, hindi tulad ng isang polar chemical bond, hindi sila naisalokal sa pagitan ng dalawang atomo, ngunit nabibilang sa lahat ng mga particle ng metal sa kristal na sala-sala.

Ang mga espesyal na katangian ng halos lahat ng mga metal ay dahil sa metal bond:

• plasticity, ay naroroon dahil sa posibilidad ng pag-aalis ng mga layer ng mga atom sa kristal na sala-sala, na hawak ng isang electron gas;
• metallic luster, na sinusunod dahil sa pagmuni-muni ng mga light ray mula sa mga electron (sa isang pulbos na estado ay walang kristal na sala-sala at, samakatuwid, ang mga electron na gumagalaw kasama nito);
• electrical conductivity, na kung saan ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang daloy ng sisingilin particle, at sa kasong ito, ang mga maliliit na electron ay malayang gumagalaw sa mga malalaking metal ions;
• thermal conductivity, na sinusunod dahil sa kakayahan ng mga electron na maglipat ng init.

Ang ganitong uri ng kemikal na bono ay minsang tinutukoy bilang isang intermediate sa pagitan ng covalent at intermolecular na pakikipag-ugnayan. Kung ang isang hydrogen atom ay may bono sa isa sa mga malakas na electronegative na elemento (tulad ng phosphorus, oxygen, chlorine, nitrogen), kung gayon ito ay makakabuo ng karagdagang bono na tinatawag na hydrogen.

Ito ay mas mahina kaysa sa lahat ng mga uri ng mga bono na isinasaalang-alang sa itaas (enerhiya na hindi hihigit sa 40 kJ / mol), ngunit hindi ito maaaring pabayaan. Iyon ang dahilan kung bakit ang hydrogen chemical bond sa diagram ay mukhang isang tuldok na linya.

Ang pagbuo ng isang hydrogen bond ay posible dahil sa sabay-sabay na donor-acceptor electrostatic interaction. Ang isang malaking pagkakaiba sa mga halaga ng electronegativity ay humahantong sa hitsura ng labis na density ng elektron sa mga atomo ng O, N, F at iba pa, pati na rin ang kakulangan nito sa hydrogen atom. Kung sakaling walang umiiral na kemikal na bono sa pagitan ng mga naturang atom, kapag sila ay sapat na malapit, ang mga puwersa ng pagkahumaling ay isinaaktibo. Sa kasong ito, ang proton ay ang tumatanggap ng pares ng elektron, at ang pangalawang atom ay ang donor.

Ang isang hydrogen bond ay maaaring mangyari kapwa sa pagitan ng mga katabing molekula, halimbawa, tubig, mga carboxylic acid, alkohol, ammonia, at sa loob ng isang molekula, halimbawa, salicylic acid.

Ang pagkakaroon ng isang hydrogen bond sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay nagpapaliwanag ng isang bilang ng mga natatanging pisikal na katangian nito:

• Ang mga halaga ng kapasidad ng init nito, pare-pareho ang dielectric, kumukulo at mga punto ng pagkatunaw, alinsunod sa mga kalkulasyon, ay dapat na mas mababa kaysa sa mga tunay, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakakonekta ng mga molekula at ang pangangailangan na gumastos ng enerhiya para sa pagsira ng intermolecular hydrogen. mga bono.
• Hindi tulad ng iba pang mga sangkap, ang dami ng tubig ay tumataas sa pagbaba ng temperatura. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga molekula ay sumasakop sa isang tiyak na posisyon sa kristal na istraktura ng yelo at lumayo sa isa't isa sa haba ng hydrogen bond.

Ang bono na ito ay gumaganap ng isang espesyal na papel para sa mga buhay na organismo, dahil ang espesyal na istraktura nito, at samakatuwid ang mga katangian, ay tinutukoy ng presensya nito sa mga molekula ng protina. Bilang karagdagan, ang mga nucleic acid, na bumubuo sa double helix ng DNA, ay iniuugnay din ng mga hydrogen bond.

Crystal bonds

Ang napakaraming solido ay may kristal na sala-sala - isang espesyal na pagsasaayos ng mga particle na bumubuo sa kanila. Sa kasong ito, ang isang three-dimensional na periodicity ay sinusunod, at ang mga atomo, molekula o ion ay matatagpuan sa mga node, na konektado ng mga haka-haka na linya. Depende sa likas na katangian ng mga particle na ito at ang mga bono sa pagitan ng mga ito, ang lahat ng mga istrukturang kristal ay nahahati sa atomic, molecular, ionic at metallic.

Ang mga site ng ionic crystal lattice ay mga cation at anion. Bukod dito, ang bawat isa sa kanila ay napapalibutan ng isang mahigpit na tinukoy na bilang ng mga ion na may magkasalungat na singil. Ang isang tipikal na halimbawa ay sodium chloride (NaCl). May posibilidad silang magkaroon ng mataas na mga punto ng pagkatunaw at katigasan dahil nangangailangan sila ng maraming enerhiya upang masira.

Sa mga site ng molecular crystal lattice ay mga molekula ng mga sangkap na nabuo ng isang covalent bond (halimbawa, I 2). Ang mga ito ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang mahinang interaksyon ng van der Waals, at samakatuwid, ang gayong istraktura ay madaling sirain. Ang ganitong mga compound ay may mababang mga punto ng pagkulo at pagkatunaw.

Ang atomic crystal lattice ay nabuo ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal na may mataas na halaga ng valence. Ang mga ito ay nakatali sa pamamagitan ng malakas na covalent bond, na nangangahulugan na ang mga sangkap ay nakikilala sa pamamagitan ng mataas na mga punto ng kumukulo, mga punto ng pagkatunaw at mahusay na katigasan. Ang isang halimbawa ay isang brilyante.

Kaya, ang lahat ng mga uri ng mga bono na naroroon sa mga kemikal na sangkap ay may sariling mga katangian, na nagpapaliwanag ng mga subtleties ng pakikipag-ugnayan ng mga particle sa mga molekula at sangkap. Ang mga katangian ng mga koneksyon ay nakasalalay sa kanila. Tinutukoy nila ang lahat ng mga prosesong nagaganap sa kapaligiran.

Ang lahat ng kasalukuyang kilalang elemento ng kemikal na matatagpuan sa periodic table ay karaniwang nahahati sa dalawang malalaking grupo: metal at non-metal. Upang ang mga ito ay maging hindi lamang mga elemento, ngunit mga compound, mga kemikal, upang makipag-ugnayan sa isa't isa, dapat silang umiral sa anyo ng simple at kumplikadong mga sangkap.

Ito ay para dito na sinusubukan ng ilang mga electron na tanggapin, at iba pa - upang ibigay. Ang muling pagdadagdag sa bawat isa sa ganitong paraan, ang mga elemento at bumubuo ng iba't ibang mga molekula ng kemikal. Ngunit ano ang nagpapanatili sa kanila na magkasama? Bakit may mga sangkap na may ganoong lakas na kahit na ang pinaka-seryosong kasangkapan ay hindi kayang sirain? Ang iba, sa kabaligtaran, ay nawasak ng kaunting epekto. Ang lahat ng ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagbuo ng iba't ibang uri ng mga bono ng kemikal sa pagitan ng mga atomo sa mga molekula, ang pagbuo ng isang kristal na sala-sala ng isang tiyak na istraktura.

Mga uri ng mga bono ng kemikal sa mga compound

Sa kabuuan, 4 na pangunahing uri ng mga bono ng kemikal ang maaaring makilala.

1. Covalent non-polar. Ito ay nabuo sa pagitan ng dalawang magkatulad na di-metal dahil sa pagsasapanlipunan ng mga electron, ang pagbuo ng mga karaniwang pares ng elektron. Ang mga hindi magkapares na mga particle ng valence ay nakikibahagi sa pagbuo nito. Mga halimbawa: halogens, oxygen, hydrogen, nitrogen, sulfur, phosphorus.
2. Covalent polar. Nabuo sa pagitan ng dalawang magkaibang di-metal o sa pagitan ng isang napakahinang metal sa mga katangian at isang mahinang electronegativity na hindi metal. Ito ay batay din sa mga karaniwang pares ng elektron at ang kanilang paghila patungo sa sarili nito ng atom na iyon, na ang electron affinity ay mas mataas. Mga halimbawa: NH 3, SiC, P 2 O 5 at iba pa.
3. Hydrogen bond. Ang pinaka-hindi matatag at pinakamahina, ito ay bumubuo sa pagitan ng isang malakas na electronegative na atom ng isang molekula at isang positibo sa isa pa. Kadalasan nangyayari ito kapag ang mga sangkap ay natunaw sa tubig (alkohol, ammonia, at iba pa). Dahil sa koneksyon na ito, maaaring umiral ang mga macromolecule ng mga protina, nucleic acid, kumplikadong carbohydrates, at iba pa.
4. Ionic na bono. Nabuo dahil sa mga puwersa ng electrostatic attraction ng iba't ibang sisingilin na mga ions ng mga metal at non-metal. Ang mas malakas na pagkakaiba sa tagapagpahiwatig na ito, mas malinaw ang ionic na katangian ng pakikipag-ugnayan. Mga halimbawa ng mga compound: binary salts, complex compounds - bases, salts.
5. Ang isang metal na bono, ang mekanismo ng pagbuo kung saan, pati na rin ang mga katangian nito, ay isasaalang-alang pa. Nabuo sa mga metal, ang kanilang mga haluang metal ng iba't ibang uri.

Mayroong isang bagay tulad ng pagkakaisa ng isang kemikal na bono. Sinasabi lamang nito na imposibleng isaalang-alang ang bawat bono ng kemikal bilang isang pamantayan. Ang lahat ng mga ito ay conventionally designated units lamang. Sa katunayan, ang lahat ng pakikipag-ugnayan ay nakabatay sa iisang prinsipyo - pakikipag-ugnayan ng electron-static. Samakatuwid, ang ionic, metallic, covalent at hydrogen bond ay may parehong kemikal na kalikasan at mga hangganan lamang ng bawat isa.

Mga metal at ang kanilang mga pisikal na katangian

Ang mga metal ay matatagpuan sa karamihan ng lahat ng elemento ng kemikal. Ito ay dahil sa kanilang mga espesyal na katangian. Ang isang makabuluhang bahagi ng mga ito ay nakuha ng mga tao sa pamamagitan ng mga reaksyong nukleyar sa laboratoryo; sila ay radioactive na may maikling kalahating buhay.

Gayunpaman, karamihan ay mga natural na elemento na bumubuo ng mga buong bato at ore, at bahagi ng pinakamahalagang compound. Mula sa kanila natutunan ng mga tao kung paano mag-cast ng mga haluang metal at gumawa ng maraming maganda at mahahalagang produkto. Ito ay tulad ng tanso, bakal, aluminyo, pilak, ginto, kromo, mangganeso, nikel, sink, tingga at marami pang iba.

Para sa lahat ng mga metal, ang mga pangkalahatang pisikal na katangian ay maaaring makilala, na ipinaliwanag ng pamamaraan para sa pagbuo ng isang metal na bono. Ano ang mga katangiang ito?

1. Kakayahan at kalagkitan. Ito ay kilala na maraming mga metal ay maaaring pinagsama kahit na sa estado ng isang foil (ginto, aluminyo). Mula sa iba, ang wire, metal na nababaluktot na mga sheet, mga produkto na maaaring mag-deform sa ilalim ng pisikal na epekto, ngunit agad na ibalik ang kanilang hugis pagkatapos ihinto ito, ay nakuha. Ito ang mga katangian ng mga metal na tinatawag na ductility at ductility. Ang dahilan para sa tampok na ito ay ang metal na uri ng koneksyon. Ang mga ions at electron sa isang kristal na slide na may kaugnayan sa bawat isa nang hindi nasira, na nagpapahintulot sa pagpapanatili ng integridad ng buong istraktura.
2. Metallic kinang. Ipinapaliwanag din nito ang metal bond, ang mekanismo ng pagbuo, ang mga katangian at tampok nito. Kaya, hindi lahat ng mga particle ay may kakayahang sumisipsip o sumasalamin sa mga light wave na may parehong haba. Ang mga atomo ng karamihan sa mga metal ay sumasalamin sa mga short-wave ray at nakakakuha ng halos parehong kulay ng isang kulay-pilak, puti, maputlang mala-bughaw na kulay. Ang mga pagbubukod ay tanso at ginto, ang kanilang mga kulay ay mapula-pula at dilaw, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga ito ay may kakayahang magpakita ng mas mahabang wavelength radiation.
3. Heat at electrical conductivity. Ang mga katangiang ito ay ipinaliwanag din sa pamamagitan ng istraktura ng kristal na sala-sala at ang katotohanan na ang isang metal na uri ng bono ay natanto sa pagbuo nito. Dahil sa "electron gas" na gumagalaw sa loob ng kristal, ang electric current at init ay agad at pantay na ipinamamahagi sa lahat ng atoms at ions at dinadala sa pamamagitan ng metal.
4. Solid na estado ng pagsasama-sama sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Dito, ang tanging pagbubukod ay mercury. Ang lahat ng iba pang mga metal ay kinakailangang malakas, solidong mga compound, pati na rin ang kanilang mga haluang metal. Ito rin ay resulta ng pagkakaroon ng isang metal na bono sa mga metal. Ang mekanismo ng pagbuo ng ganitong uri ng pagbubuklod ng butil ay ganap na nagpapatunay sa mga katangian.

Ito ang mga pangunahing pisikal na katangian para sa mga metal, na ipinaliwanag at tinutukoy ng pamamaraan ng pagbuo ng metal bond. Ang pamamaraang ito ng pagsali sa mga atom ay tiyak na may kaugnayan para sa mga elemento ng mga metal, ang kanilang mga haluang metal. Iyon ay, para sa kanila sa isang solid at likidong estado.

Metalikong uri ng kemikal na bono

Ano ang kakaiba nito? Ang punto ay ang gayong bono ay nabuo hindi dahil sa iba't ibang sisingilin na mga ion at sa kanilang electrostatic na pagkahumaling at hindi dahil sa pagkakaiba sa electronegativity at pagkakaroon ng mga libreng pares ng elektron. Iyon ay, ang mga ionic, metallic, covalent bond ay may bahagyang naiibang katangian at natatanging katangian ng mga nakagapos na mga particle.

Ang lahat ng mga metal ay may mga katangian tulad ng:

• isang maliit na bilang ng mga electron bawat (maliban sa ilang mga pagbubukod, na maaaring may 6,7 at 8);
• malaking atomic radius;
• mababang enerhiya ng ionization.

Ang lahat ng ito ay nag-aambag sa madaling paghihiwalay ng mga panlabas na hindi magkapares na mga electron mula sa nucleus. Sa kasong ito, ang atom ay may maraming libreng orbital. Ang pamamaraan para sa pagbuo ng isang metal na bono ay magpapakita lamang ng magkakapatong ng maraming mga orbital na selula ng iba't ibang mga atomo sa isa't isa, na, bilang isang resulta, ay bumubuo ng isang karaniwang intracrystalline na espasyo. Ang mga electron mula sa bawat atom ay pinapakain dito, na nagsisimulang gumala nang malaya sa iba't ibang bahagi ng sala-sala. Paminsan-minsan, ang bawat isa sa kanila ay nakakabit sa isang ion sa isang kristal na lugar at ginagawa itong isang atom, pagkatapos ay humihiwalay muli, na bumubuo ng isang ion.

Kaya, ang isang metal na bono ay isang bono sa pagitan ng mga atomo, mga ion at mga libreng elektron sa isang karaniwang kristal na metal. Ang isang electron cloud na malayang gumagalaw sa loob ng isang istraktura ay tinatawag na "electron gas". Ito ay sa kanila na ang karamihan sa mga metal at ang kanilang mga haluang metal ay ipinaliwanag.

Paano eksaktong napagtanto ng isang metal na kemikal na bono ang sarili nito? Mayroong iba't ibang mga halimbawa. Subukan nating isaalang-alang ang isang piraso ng lithium. Kahit na kunin mo ito sa laki ng isang gisantes, magkakaroon ng libu-libong mga atomo. Kaya isipin natin na ang bawat isa sa libu-libong mga atom na ito ay nag-donate ng nag-iisang valence electron nito sa karaniwang espasyong kristal. Bukod dito, ang pag-alam sa elektronikong istraktura ng isang naibigay na elemento, makikita mo ang bilang ng mga walang laman na orbital. Ang Lithium ay magkakaroon ng 3 sa kanila (p-orbitals ng pangalawang antas ng enerhiya). Tatlo para sa bawat atom mula sa sampu-sampung libo - ito ang karaniwang espasyo sa loob ng kristal, kung saan ang "electron gas" ay malayang gumagalaw.

Ang isang sangkap na may metal na bono ay palaging malakas. Pagkatapos ng lahat, ang electron gas ay hindi pinapayagan ang kristal na bumagsak, ngunit inilipat lamang ang mga layer at agad na ibinalik ito. Ito ay kumikinang, may isang tiyak na density (madalas na mataas), fusibility, malleability at ductility.

Saan pa nasasakatuparan ang metal bond? Mga halimbawa ng mga sangkap:

• mga metal sa anyo ng mga simpleng istruktura;
• lahat ng mga haluang metal sa bawat isa;
• lahat ng mga metal at ang kanilang mga haluang metal sa likido at solidong estado.

Mayroon lamang isang hindi kapani-paniwalang dami ng mga partikular na halimbawa, dahil mayroong higit sa 80 mga metal sa periodic system!

Metallic bond: ang mekanismo ng pagbuo

Kung isasaalang-alang natin ito sa mga pangkalahatang tuntunin, ipinahiwatig na natin ang mga pangunahing punto sa itaas. Ang pagkakaroon ng mga libreng electron at electron na madaling matanggal mula sa nucleus dahil sa mababang enerhiya ng ionization ay ang mga pangunahing kondisyon para sa pagbuo ng ganitong uri ng bono. Kaya, lumalabas na ito ay natanto sa pagitan ng mga sumusunod na particle:

• mga atomo sa mga node ng kristal na sala-sala;
• libreng electron, na kung saan ay valence sa metal;
• mga ion sa mga site ng kristal na sala-sala.

Ang resulta ay isang metal na bono. Ang mekanismo ng pagbuo sa pangkalahatan ay ipinahayag ng sumusunod na notasyon: Ме 0 - e - ↔ Ме n +. Kitang-kita sa diagram kung aling mga particle ang naroroon sa metal na kristal.

Ang mga kristal mismo ay maaaring magkaroon ng iba't ibang mga hugis. Depende ito sa partikular na sangkap na ating pinag-uusapan.

Mga uri ng metal na kristal

Ang istraktura ng metal o ang haluang metal nito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang napakasiksik na pag-iimpake ng mga particle. Ito ay ibinibigay ng mga ion sa mga node ng kristal. Ang mga sala-sala mismo ay maaaring may iba't ibang mga geometric na hugis sa espasyo.

1. Body-centric cubic lattice - mga metal na alkali.
2. Hexagonal compact structure - lahat ng alkaline earth maliban sa barium.
3. Nakasentro sa mukha na kubiko - aluminyo, tanso, sink, maraming mga metal na transisyon.
4. Ang istraktura ng rhombohedral ay matatagpuan sa mercury.
5. Tetragonal - indium.

Ang higit pa at mas mababa ito ay matatagpuan sa periodic table, mas kumplikado ang pag-iimpake nito at spatial na organisasyon ng kristal. Sa kasong ito, ang isang metal na kemikal na bono, ang mga halimbawa nito ay maaaring banggitin para sa bawat umiiral na metal, ay mapagpasyahan sa pagtatayo ng isang kristal. Ang mga haluang metal ay may napaka-magkakaibang organisasyon sa kalawakan, ang ilan sa mga ito ay hindi pa rin lubos na nauunawaan.

Mga katangian ng komunikasyon: non-directional

Ang covalent at metallic bond ay may isang napakalinaw na natatanging katangian. Hindi tulad ng una, ang metal na bono ay hindi direksyon. Ano ang ibig sabihin nito? Iyon ay, ang ulap ng elektron sa loob ng kristal ay ganap na gumagalaw sa loob ng mga limitasyon nito sa iba't ibang direksyon, ang bawat isa sa mga electron ay nakakabit sa ganap na anumang ion sa mga node ng istraktura. Iyon ay, ang pakikipag-ugnayan ay isinasagawa sa iba't ibang direksyon. Kaya't sinasabing ang metal na bono ay hindi itinuro.

Ang mekanismo ng covalent bond ay nagsasangkot ng pagbuo ng mga karaniwang pares ng elektron, iyon ay, mga ulap ng magkakapatong na mga atomo. Bukod dito, ito ay mahigpit na nagaganap sa isang tiyak na linya na kumukonekta sa kanilang mga sentro. Samakatuwid, pinag-uusapan nila ang direksyon ng naturang koneksyon.

Saturability

Ang katangiang ito ay sumasalamin sa kakayahan ng mga atomo na makipag-ugnayan ng limitado o walang limitasyon sa iba. Kaya, ang mga covalent at metal na bono sa tagapagpahiwatig na ito ay muling magkasalungat.

Ang una ay saturable. Ang mga atomo na nakikibahagi sa pagbuo nito ay may mahigpit na tinukoy na bilang ng mga valence na panlabas na electron na direktang kasangkot sa pagbuo ng tambalan. Higit sa mayroon ito, hindi ito magkakaroon ng mga electron. Samakatuwid, ang bilang ng mga bono na nabuo ay limitado sa pamamagitan ng valence. Kaya ang saturation ng koneksyon. Dahil sa katangiang ito, karamihan sa mga compound ay may pare-parehong komposisyon ng kemikal.

Ang metal at hydrogen bond, sa kabilang banda, ay unsaturated. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng maraming libreng electron at orbital sa loob ng kristal. Gayundin, ang mga ion ay gumaganap ng isang papel sa mga site ng kristal na sala-sala, na ang bawat isa ay maaaring maging isang atom at muli isang ion sa anumang oras.

Ang isa pang katangian ng isang metal na bono ay ang delokalisasi ng panloob na ulap ng elektron. Ito ay nagpapakita ng sarili sa kakayahan ng isang maliit na bilang ng mga karaniwang electron na magbigkis ng maraming atomic nuclei ng mga metal. Iyon ay, ang density ay, bilang ito ay, delocalized, ibinahagi nang pantay-pantay sa pagitan ng lahat ng mga link ng kristal.

Mga halimbawa ng pagbuo ng bono sa mga metal

Isaalang-alang ang ilang partikular na opsyon na naglalarawan kung paano nabuo ang isang metal bond. Ang mga halimbawa ng mga sangkap ay ang mga sumusunod:

• sink;
• aluminyo;
• potasa;
• kromo.

Pagbubuo ng isang metal na bono sa pagitan ng mga atomo ng zinc: Zn 0 - 2e - ↔ Zn 2+. Ang zinc atom ay may apat na antas ng enerhiya. Ang mga libreng orbital, batay sa elektronikong istraktura, mayroon itong 15 - 3 sa p-orbital, 5 sa 4 d at 7 sa 4f. Ang elektronikong istraktura ay ang mga sumusunod: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 0 4d 0 4f 0, mayroong 30 electron sa atom. Iyon ay, dalawang libreng valence negatibong particle ay maaaring ilipat sa loob ng 15 maluwang at walang tao orbitals. At gayon din sa bawat atom. Bilang isang resulta - isang malaking karaniwang espasyo, na binubuo ng mga walang laman na orbital, at isang maliit na bilang ng mga electron, na nag-uugnay sa buong istraktura nang magkasama.

Metal bond sa pagitan ng aluminum atoms: AL 0 - e - ↔ AL 3+. Ang labintatlong electron ng aluminyo atom ay matatagpuan sa tatlong antas ng enerhiya, na malinaw na sapat para sa kanila sa kasaganaan. Elektronikong istraktura: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3d 0. Libreng orbital - 7 piraso. Malinaw, ang electron cloud ay magiging maliit kumpara sa kabuuang panloob na libreng espasyo sa kristal.

Chromium metal bond. Espesyal ang elementong ito sa istrukturang elektroniko nito. Sa katunayan, upang patatagin ang system, ang isang electron ay bumaba mula 4s hanggang 3d orbital: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 4p 0 4d 0 4f 0. Mayroong 24 na electron sa kabuuan, kung saan anim ang valence. Sila ang pumupunta sa karaniwang elektronikong espasyo para sa pagbuo ng isang kemikal na bono. Mayroong 15 libreng orbital, na higit pa sa kinakailangan upang punan. Samakatuwid, ang chromium ay isa ring tipikal na halimbawa ng isang metal na may katumbas na bono sa molekula.

Ang potasa ay isa sa mga pinaka-aktibong metal na tumutugon kahit na sa ordinaryong tubig na may apoy. Ano ang nagpapaliwanag sa mga katangiang ito? Muli, sa maraming aspeto - isang metal na uri ng koneksyon. Ang elementong ito ay mayroon lamang 19 na mga electron, ngunit sila ay matatagpuan sa 4 na antas ng enerhiya. Iyon ay, sa 30 orbital ng iba't ibang mga sublevel. Elektronikong istruktura: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 0 4p 0 4d 0 4f 0. Dalawa lamang ang may napakababang enerhiya ng ionization. Malayang bumaba at pumunta sa isang karaniwang electronic space. Mayroong 22 orbital upang ilipat ang isang atom, iyon ay, isang napakalaking libreng espasyo para sa "electron gas".

Pagkakatulad at pagkakaiba sa iba pang uri ng relasyon

Sa pangkalahatan, ang isyung ito ay natalakay na sa itaas. Maaari lamang mag-generalize at gumawa ng konklusyon. Ang mga pangunahing katangian ng mga metal na kristal mula sa lahat ng iba pang mga uri ng komunikasyon ay:

• ilang mga uri ng mga particle na nakikibahagi sa proseso ng pagbubuklod (mga atom, ion o atom-ion, mga electron);
• iba't ibang spatial geometric na istraktura ng mga kristal.

Sa hydrogen at ionic na mga bono, ang mga metal na bono ay pinagsama sa pamamagitan ng unsaturation at non-directionality. May covalent polar, malakas na electrostatic attraction sa pagitan ng mga particle. Hiwalay mula sa ionic - ang uri ng mga particle sa mga node ng crystal lattice (ions). Sa covalent non-polar - mga atomo sa mga node ng kristal.

Mga uri ng mga bono sa mga metal ng iba't ibang pinagsama-samang estado

Tulad ng nabanggit namin sa itaas, ang metal na kemikal na bono, ang mga halimbawa nito ay ibinigay sa artikulo, ay nabuo sa dalawang estado ng pagsasama-sama ng mga metal at ang kanilang mga haluang metal: solid at likido.

Ang tanong ay lumitaw: anong uri ng bono sa mga singaw ng metal? Sagot: covalent polar at non-polar. Tulad ng lahat ng mga compound sa anyo ng isang gas. Iyon ay, sa panahon ng matagal na pag-init ng metal at ang paglipat nito mula sa isang solidong estado sa isang likidong estado, ang mga bono ay hindi nasira at ang kristal na istraktura ay napanatili. Gayunpaman, pagdating sa paglilipat ng isang likido sa isang estado ng singaw, ang kristal ay nawasak at ang metal na bono ay na-convert sa isang covalent.

Walang pinag-isang teorya ng pagbubuklod ng kemikal, sa kondisyon na ang isang bono ng kemikal ay nahahati sa covalent (unibersal na uri ng bono), ionic (isang espesyal na kaso ng isang covalent bond), metal at hydrogen.

Covalent bond

Ang pagbuo ng isang covalent bond ay posible sa pamamagitan ng tatlong mekanismo: exchange, donor-acceptor at dative (Lewis).

Ayon kay mekanismo ng palitan ang pagbuo ng isang covalent bond ay nangyayari dahil sa pagsasapanlipunan ng mga karaniwang elektronikong pares. Sa kasong ito, ang bawat atom ay naglalayong makakuha ng isang shell ng isang inert gas, i.e. makakuha ng nakumpletong antas ng panlabas na enerhiya. Ang pagbuo ng isang kemikal na bono ayon sa uri ng palitan ay inilalarawan gamit ang mga formula ng Lewis, kung saan ang bawat valence electron ng isang atom ay kinakatawan ng mga tuldok (Larawan 1).

kanin. 1 Pagbubuo ng isang covalent bond sa molekula ng HCl sa pamamagitan ng mekanismo ng palitan

Sa pagbuo ng teorya ng atomic structure at quantum mechanics, ang pagbuo ng isang covalent bond ay ipinakita bilang isang overlap ng mga electron orbitals (Larawan 2).

kanin. 2. Pagbubuo ng covalent bond dahil sa overlapping ng mga electron clouds

Kung mas malaki ang overlap ng mga atomic orbital, mas malakas ang bono, mas maikli ang haba ng bono at mas malaki ang enerhiya nito. Ang isang covalent bond ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng magkakapatong na iba't ibang orbital. Bilang resulta ng overlapping ng s-s, s-p orbitals, pati na rin ang d-d, p-p, d-p orbitals ng mga lateral blades, nangyayari ang pagbuo ng mga bono. Ang isang bono ay nabuo patayo sa linya na nagkokonekta sa nuclei ng 2 atoms. Ang isa - at isang - bono ay maaaring bumuo ng maramihang (dobleng) covalent bond, katangian ng mga organikong sangkap ng klase ng alkenes, alkadienes, atbp. Ang isa - at dalawa - na bono ay bumubuo ng maramihang (triple) na covalent bond, na katangian ng mga organikong sangkap ng ang klase ng alkynes (acetylenes).

Ang pagbuo ng isang covalent bond kasama mekanismo ng donor-acceptor isaalang-alang ang halimbawa ng ammonium cation:

NH 3 + H + = NH 4 +

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Ang nitrogen atom ay may isang libreng nag-iisang pares ng mga electron (ang mga electron ay hindi kasangkot sa pagbuo ng mga kemikal na bono sa loob ng molekula), at ang hydrogen cation ay may isang libreng orbital, kaya sila ay isang electron donor at acceptor, ayon sa pagkakabanggit.

Isaalang-alang natin ang dative na mekanismo ng pagbuo ng isang covalent bond gamit ang halimbawa ng isang chlorine molecule.

17 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

Ang chlorine atom ay may parehong libreng nag-iisang pares ng mga electron at mga bakanteng orbital, samakatuwid, maaari itong magpakita ng mga katangian ng parehong isang donor at isang acceptor. Samakatuwid, kapag nabuo ang isang molekula ng chlorine, ang isang chlorine atom ay kumikilos bilang isang donor, at ang isa naman bilang isang acceptor.

Pangunahing mga katangian ng covalent bond ay: saturation (nabubuo ang mga saturated bond kapag ang isang atom ay nakakabit sa sarili nito ng kasing dami ng mga electron na pinahihintulutan ng mga kakayahan ng valence nito; ang mga unsaturated bond ay nabubuo kapag ang bilang ng mga nakakabit na electron ay mas mababa kaysa sa mga kakayahan ng valence ng atom); directionality (ang halaga na ito ay nauugnay sa geometry ng molekula at ang konsepto ng "anggulo ng bono" - ang anggulo sa pagitan ng mga bono).

Ionic na bono

Walang mga compound na may purong ionic bond, bagama't ito ay nauunawaan bilang isang chemically bound na estado ng mga atom kung saan ang isang matatag na elektronikong kapaligiran ng isang atom ay nilikha na may kumpletong paglipat ng kabuuang density ng elektron sa isang atom ng isang mas electronegative na elemento. Ang ionic bond ay posible lamang sa pagitan ng mga atomo ng electronegative at electropositive na mga elemento, na nasa estado ng magkasalungat na sisingilin na mga ion - mga cation at anion.

DEPINISYON

Ion ay tinatawag na electrically charged particle na nabuo sa pamamagitan ng detatsment o attachment ng isang electron sa isang atom.

Kapag ang isang elektron ay inilipat, ang mga atomo ng mga metal at di-metal ay may posibilidad na bumuo ng isang matatag na pagsasaayos ng shell ng elektron sa paligid ng kanilang nucleus. Ang non-metal atom ay lumilikha ng isang shell ng susunod na inert gas sa paligid ng core nito, at ang metal na atom - ang nakaraang inert gas (Fig. 3).

kanin. 3. Pagbubuo ng isang ionic bond sa pamamagitan ng halimbawa ng isang molekula ng sodium chloride

Ang mga molekula kung saan umiiral ang isang ionic na bono sa dalisay nitong anyo ay matatagpuan sa estado ng singaw ng isang sangkap. Ang ionic bond ay napakalakas; samakatuwid, ang mga sangkap na may ganitong bond ay may mataas na punto ng pagkatunaw. Hindi tulad ng covalent, ang isang ionic na bono ay hindi nailalarawan sa pamamagitan ng direksyon at saturation, dahil ang electric field na nilikha ng mga ion ay gumaganap nang pantay sa lahat ng mga ion dahil sa spherical symmetry.

Metallic bond

Ang metal na bono ay natanto lamang sa mga metal - ito ay isang pakikipag-ugnayan na humahawak ng mga atomo ng metal sa isang solong sala-sala. Tanging ang mga valence electron ng mga metal na atom, na kabilang sa buong dami nito, ay lumahok sa pagbuo ng isang bono. Sa mga metal, ang mga electron ay patuloy na napupunit mula sa mga atomo, na gumagalaw sa buong masa ng metal. Ang mga metal na atom, na pinagkaitan ng mga electron, ay nagiging mga positibong sisingilin na mga ion, na may posibilidad na makatanggap ng mga gumagalaw na electron. Ang tuluy-tuloy na prosesong ito ay bumubuo ng tinatawag na "electron gas" sa loob ng metal, na mahigpit na nagbubuklod sa lahat ng mga atomo ng metal (Larawan 4).

Ang metal bond ay malakas, samakatuwid, ang mga metal ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na punto ng pagkatunaw, at ang pagkakaroon ng "electron gas" ay nagbibigay ng ductility at ductility ng mga metal.

Hydrogen bond

Ang hydrogen bond ay isang tiyak na intermolecular interaction, dahil ang hitsura at lakas nito ay nakasalalay sa kemikal na katangian ng sangkap. Ito ay bumubuo sa pagitan ng mga molekula kung saan ang isang hydrogen atom ay nakagapos sa isang mataas na electronegative na atom (O, N, S). Ang hitsura ng isang hydrogen bond ay nakasalalay sa dalawang dahilan, una, ang hydrogen atom na nauugnay sa isang electronegative atom ay walang mga electron at madaling maisama sa mga electron cloud ng iba pang mga atom, at, pangalawa, ang pagkakaroon ng isang valence s-orbital, isang Ang hydrogen atom ay kayang tumanggap ng isang solong pares ng mga electron ng isang electronegative atom at bumuo ng isang bono dito ayon sa mekanismo ng donor-acceptor.