wiązania chemiczne

Alternatywny zapis:

uzyskania przez nie trwałej konfiguracji gazu szlachetnego. Wiązanie nie ma charakteru kierunkowego, czyli nie działa wyłącznie w kierunku konkretnego jonu. Jony wytwarzają wokół siebie pole elektromagnetyczne i przyciągają jony przeciwnego znaku, porządkując się w sieć krystaliczną. Dlatego ich wzory sumaryczne nazywamy wzorami jednostek formalnych. Powstaje, gdy różnica elektroujemności AE > 1,7 a) wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane EN N b) wiązanie kowalencyjne spolaryzowane HCI: c) wiązanie jonowe para elektronowa INEN równocennie uwspolniona przez dwa atomy azotu K-CI: H-CI KICH para elektronowa przesunięta w stronę chloru przekazanie elektronu od atomu mniej elektroujemnego do atomu bardziej elektroujemnego hr Powstawanie jonów Większość pierwiastków chemicznych nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym, lecz tworzy z innymi pierwiastkami związki chemiczne. Tylko nieliczne substancje proste występują w postaci pojedynczych atomów. Należą do nich gazy szlachetne, czyli pierwiastki chemiczne należące do 18. grupy układu okresowego (helowce). Ich stosunkowo trwała konfiguracja elektronowa jest wzorem dla innych pierwiastków. Podczas tworzenia typowych wiązań chemicznych atomy pierwiastków dążą do uzyskania konfiguracji elektronowej, jaką ma najbliższy im w układzie okresowym helowiec. Odbywa się to w różny sposób. Atomy pierwiastków mogą uwspólniać elektrony. Mogą także je oddawać innym atomom pierwiastków bądź je od nich przyjmować. W wyniku tych procesów z atomów powstają jony ATOM Schemat powstawania jonu z atomu oddanie elektronu przyjęcie elektronu JON Rodzaje jonów Jony o ładunku dodatnim nazywa się kationami, natomiast te o ładunku ujemnym - anionami. Jon sodu, który powstał w wyniku oddania przez atom sodu elektronu, jest kationem. Z kolei atom chloru, który przyjął elektron, staje się anionem. Atomy metali (szczególnie tych należących do 1. i 2. grupy układu okresowego) tworzą kationy. Atomy niektórych niemetali mogą w wyniku przyjęcia elektronów tworzyć aniony. przyjęcie elektronu ANION jon ujemny liczba protonów <liczba elektronów ATOM oddanie elektronu KATION jon dodatni liczba protonów > liczba elektronów LO 5 Budowa cząsteczki NaCl Aby sprawdzić, jakie wiązanie jest w cząsteczce NaCl, obliczamy różnicę elektroujemności między atomami sodu i chloru. ENa = 0,9 ECI = 3,0 AE = 2,1 ⇒ wiązanie jonowe, a zatem powstają jony; sód oddaje 1 elektron walencyjny (powstaje kation) atomowi chloru, który jest mu potrzebny do uzyskania oktetu (powstaje anion). Na : K² L8 M¹ Na le → Nat Nat: K² Ls 17C1: K² L8 M² Cl + le → CI 17C1: K² L³ M8 Atom sodu tworząc kation uzyskał konfigurację elektronową najbliższego helowca - neonu. Atom chloru tworząc anion uzyskał konfigurację gazu szlachetnego - argonu. Kation i anion jako różnoimienne jony przyciągają się siłami elektrostatycznymi tworząc cząsteczkę NaCl. Mimo że we wzorze sumarycznym tego nie widać, należy pamiętać, że cząsteczka związku jonowego zawiera jony, a nie obojętne atomy. Na+ + Cl →→ NaCl Przegrupowanie elektronów w cząsteczce NaCl można przedstawić modelowo w następujący sposób: Na + Cl: atom atom sodu chloru Na+ + Cl kation anion sodu chloru h 10 Budowa cząsteczki MgCl2 Patrząc na położenie magnezu i chloru w Układzie Okresowym widzimy, że magnez ma 2 elektrony walencyjne (2 gr.) i aby uzyskać konfigurację najbliższego helowca (neonu), chętnie je odda tworząc kation o ładunku 2+. 12Mg: K2 L8 M2 Mg - 2e → Mg2+ 12Mg2+: K2 L8 Każdy z atomów chloru (dwa w cząsteczce) chętnie przyjmie po jednym elektronie na powłokę walencyjną tworząc anion o ładunku 1-. W ten sposób chlor uzyska konfigurację argonu. 17CI: K2 L8 M7 CI + 1e → CI- 17CH-K2 L8 M8 Ponieważ każdy z atomów chloru przyjmuje po jednym elektronie od atomu wapnia, dwa atomy chloru przyjmą dwa elektrony i powstaną dwa aniony Cl-. 2CI+ 2e → 2C1- Pomiędzy kationem i każdym z anionów zachodzi przyciąganie siłami elektrostatycznymi, co prowadzi do powstania cząsteczki. Mg2+ + 2Cl- → MgCl2 Przegrupowanie elektronów między atomami można przedstawić w następujący sposób: C1: Mg: atom 2 atomy magnezu chloru Mg2+ + 2C1 kation 2 aniony magnezu chloru h 7 Jak powstaje jon sodu W wyniku przekazania elektronu z atomu sodu powstaje jon. Jak pamiętamy, w każdym atomie dodatni ładunek jądra jest równy ujemnemu ładunkowi chmury elektronowej (liczba protonów jest równa liczbie elektronów), a atom jest elektrycznie obojętny. Zauważmy, że w jonie sodu liczby protonów i elektronów nie są identyczne: w jądrze atomowym występuje 11 protonów, a w przestrzeni wokół jądra porusza się 10 elektronów. Zatem 1 proton nie jest „zrównoważony" przez elektron. Dlatego cały jon ma ładunek protonu (o wartości równej elementarnemu ładunkowi dodatniemu). O jonie sodu mówi się, że jest dodatni. Jon ten opisuje się za pomocą znaku "+" przy symbolu pierwiastka chemicznego: Na+. Na poniższym schemacie przedstawiono zmiany konfiguracji elektronowej atomu sodu podczas powstawania jonu. 11p 2e 8e 1e liczba protonów = 11 liczba elektronów = 11 ATOM Na oddanie elektronu Zmiana konfiguracji elektronowej atomu sodu podczas powstawania jonu 11p 2e 8e liczba protonów = 11 liczba elektronów = 10 JON Na* Mechanizm powstawania dodatniego jonu sodu można zapisać przy użyciu wzoru elektronowego lub tylko symbolu pierwiastka chemicznego: oddanie elektronu Na+ Na. Na Na++ le¯ Proces powstawania jonów sodu możemy także przedstawić, posługując się konfiguracjami elektronowymi atomu i jego jonu: oddanie elektronu Na [2, 8, 1] Na+ [2, 8] Atom sodu ma 11 elektronów. Jeden z nich zajmuje ostatnią powłokę. Po jego oddaniu atom sodu ma 10 elektronów i konfigurację elektronową najbliższego mu w układzie okresowym gazu szlachetnego - neonu. Dzięki temu zyskuje oktet elektronowy - trwałą konfigurację. co Wiązania kowalencyjne wiązanie kowalencyjne (atomowe) H: H para elektronowa schematycznie: H-H jest to wiązanie utworzone przez wspólną parę elektronową występuje pomiędzy atomami o niskiej różnicy elektroujemności (0 - 0,4) O wiązanie kowalencyjne spolaryzowane H: CI jest to wiązanie kowalencyjne w którym wspólna para elektronowa jest silnie przesunięta w stronę jednego atomu (różnica elektroujemności: 0,4-1,7) wiązanie kowalencyjne - wspólna para elektronowa 5 Wiązania kowalencyine WIĄZANIE KOWALENCYJNE (ATOMOWE) powstaje w wyniku uwspólnienia jednej lub kilku par elektronowych wiążących się atomów, w wyniku czego każdy z nich zachowuje się tak, jakby miał trwałą konfigurację gazu szlachetnego. Atomy pierwiastków chemicznych łączą się ze sobą za pomocą wspólnych par elektronowych. Wspólne pary elektronowe nie są przesunięte w stronę żadnego z atomów. Wiązania kowalencyjne występuje np. W: H2, Cl2, O2 Różnica elektroujemności O ≤ AE < 0,4. Budowa cząsteczki Cl2 Zaczynamy od napisania konfiguracji elektronowej atomów tworzących cząsteczkę (2 atomy chloru). 17Cl: K2 L8 M7 Różnica elektroujemności pomiędzy wiążącymi się atomami jest równa zero (każdy z atomów ma taką samą elektroujemność, są to atomy tego samego pier stka), w cząsteczce tworzy się wiązanie kowalencyjne. Cząsteczki zbudowane z atomów tego samego rodzaju nazywamy cząsteczkami homoatomowymi, np. 02, Br2, H2. A zatem rysujemy schemat przedstawiający dwa atomy chloru, każdy ze swoimi siedmioma elektronami walencyjnymi (w postaci k CIOCI: Wzór elektronowy kropkowy ↑ Wspólna para elektronowa Każdy z atomów chloru ma siedem elektronów walencyjnych, a więc do uzyskania trwałej konfiguracji gazu szlachetnego (tj. 8 elektronów walencyjnych) brakuje im po 1 elektronie. A zatem tylko jeden z elektronów każdego atomu chloru uczestniczy w utworzeniu jednej wspólnej pary elektronowej. Rysujemy go w środku cząsteczki przy każdym z atomów, pozostałe elektrony rysujemy parami, symetrycznie dookoła. CI CI Każdą z par elektronów można zastąpić kreską - otrzymujemy tzw. wzór elektronowy kreskowy: Wzór elektronowy kreskowy Wiązanie kowalencyjne pojedyncze 10 Budowa H2 i N2 H₂ ‚H: K¹ AE = 0 ⇒wiązanie kowalencyjne HOH 1 wspólna para elektronowa lub Każdy z atomów wodoru ma 1 elektron walencyjny, utwo- rzenie wspólnej pary elektronowej spowoduje, że będą się one zachowywały tak, jakby miały dublet elektronowy. Po- nieważ jest to cząsteczka homoatomowa, to różnica elek- troujemności (AE) wynosi zero, w cząsteczce występuje wiązanie kowalencyjne pojedyncze (utworzone przez jed- H Hną wspólną parę elektronową). 1 pojedyncze wiązanie kowalencyjne N2 AE = 0⇒ wiązanie kowalencyjne N: K²LS NON lub 3 wspólne pary elektronowe IN = NI 1 potrójne wiązanie kowalencyjne Cząsteczka azotu jest cząsteczką homoatomową (różnica elektroujemności wynosi zero), a więc wiązanie pomiędzy atomami azotu jest wiąza- niem kowalencyjnym. Każdy z atomów azotu ma 5 elektronów walencyjnych, zatem do uzyska- nia oktetu (8 elektonów) brakuje mu trzech, czy- li utworzy 3 wspólne pary elektronowe (rysuje- my po trzy elektrony między atomami azotu, po- zostałe dwa z drugiej strony - wolna para nie biorąca udziału w powstawaniu wiązań). Mie- dzy atomami azotu tworzy się wiązanie potrój- ne. 11 Budowa cząsteczki MgCl2 Jest to cząsteczka heteroatomowa (cząsteczka zbudowana z atomów różnych pierwiastków). Piszemy konfiguracje elektronową atomów wchodzących w skład cząsteczki, tj. krzemu i wodoru: 14Si: K2 L8 M4 1H: K1 Odczytujemy z tablicy Elektroujemności Paulinga lub z Układu Okresowego Pierwiastków wartości elektroujemności (E) krzemu i wodoru: ESI = 1,8 EH = 2,1 Obliczamy różnicę elektroujemności (AE) zawsze odejmując od większej liczby mniejszą: ΔΕ = 2,1 - 1,8 AE = 0,3⇒ wiązanie kowalencyjne W przypadku cząsteczek heteroatomowych centralnie rysujemy atom pierwiastka, który występuje pojedynczo, tj. krzemu, wokół niego rozmieszczamy cztery atomy wodoru, każdy z 1 elektronem (rysujemy go pomiędzy atomem krzemu i wodoru): H HOSI H H 4 wspólne pary elektronowe Wzór kreskowy ma postać: H H-Si-H H 4 pojedyncze wiązania kowalencyjne Ponieważ atom krzemu ma cztery elektrony walencyjne, a więc do uzy- skania oktetu brakuje mu 4 elektronów, stąd tworzy 4 wspólne pary z 4 elektronami pochodzącymi od 4 atomów wodoru (po jednym od każde- go). Dzięki temu atom krzemu zachowuje się tak, jakby miał oktet (8 elek- tronów walencyjnych), a każdy z atomów wodoru dublet (2 elektrony walencyjne). h 12 Wiązania kowalencyjne spolaryzowane HOCI: Powstają w cząsteczkach, w których różnica elektroujemności między łączącymi się atomami wynosi od 0,4 do 1,7. Atomy pierwiastków chemicznych łączą się ze sobą za pomocą wspólnych par elektronowych przesuniętych w stronę strone atomu o większej zdolności przyjmowania elektronów. Wiąznie kowalencyjne spolaryzowane wystepuje np. w: NH3, HCI, H2O. Aby stwierdzić, jaki rodzaj wiązania występuje W cząsteczce, obliczamy różnicę elektroujemności między wiążącymi się atomami. Aby stwierdzić, jaki rodzaj wiązania występuje w cząsteczce HCI, obliczamy różnicę elektroujemności między wiążącymi się atomami. EH = 2,1 ECI = 3,0 AE = 0,9 ⇒ wiązanie kowalencyjne spolaryzowane 1H: K1 17C1: K2 L8 M7 Wiedząc, że atom wodoru ma jeden elektron walencyjny, rysujemy go od strony atomu chloru, przy którym od strony atomu wodoru rysujemy również jeden elektron (chlor ma 7 elektronów walencyjnych, a więc do uzyskania oktetu potrzebny mu jeden). Powstaje jedna wspólna para elektronowa - jedno wiązanie. Pozostałych sześć elektronów w atomie chloru rozmieszczamy dookoła parami (nie biorą udziału w tworzeniu wiązań). lub wspólna para elektronowa bliżej atomu chloru H-CI ↑ wiązanie pojedyncze kowalencyjne spolaryzowane Ponieważ różnica elektroujemności między wiążącymi się atomami jest znaczna, następuje przesunięcie wspólnej pary elektronowej w stronę pierwiastka o większej elektroujemności, w tym przypadku chloru. μ₁ H₂ B A B Cząsteczka jako całość pozostaje nadal obojętna, ale wewnątrz następuje nierównomierny rozkład ładunku: przy atomie chloru (atom o większej elektroujemności) gromadzi się ładunek ujemny, a przy atomie wodoru (atom o mniejszej elektroujemności) ładunek dodatni. Taką dwubiegunową cząsteczkę nazywamy dipolem. Miarą przesunięcia ładunku elektrycznego jest moment dipolowy (μ). Jego brak (μ = 0) świadczy o symetrycznej budowie cząsteczki, np. w przypadku cząsteczki liniowej AB2 (np. CO2): μ = 0 Różny od zera moment dipolowy np. dla cząsteczki AB2 (H₂O) świadczy o jej nieliniowej budowie: B B μ*0 Związki chemiczne, których cząsteczki mają różny od zera moment dipolowy nazywamy związkami polarnymi, np. H₂O. 13 Schemat tworzenia wiązań w cząsteczkach H2S oraz CO2 Centralnie rysujemy atom siarki, a po jego lewej i prawej stronie po jednym atomie wodoru z jed- nym elektronem walencyjnym. Aby uzyskać du- blet, potrzebuje on drugiego elektronu, a więc utworzy jedną wspólną parę elektronową z elek- tronem pochodzącym od atomu siarki (dlatego od strony atomów wodoru rysujemy przy siarce po jednym elektronie, pozostałe cztery rozmiesz- czamy wokół parami), w sumie powstaną dwie wspólne pary elektronowe. Są one przesunięte w stronę atomu siarki (większa elektroujemność) tworząc dwa pojedyncze wiązania kowalencyj- ne spolaryzowane S - H. E₁=2,1 H E=2,5 AE = 0,4 ⇒ wiązanie kowalencyjne spolaryzowane H 2 pary elektronowe przesunięte w stronę atomu siarki lub S H H H 2 wiązania pojedyncze kowalencyjne spolaryzowane :ÖOCOÖ: 4 pary elektronowe przesunięte w stronę atomu tlenu lub Odczytujemy z numeru grupy, że węgiel ma cztery elektro- ny walencyjne (do oktetu brakuje mu 4), natomiast tlen sześć elektronów walencyjnych (do oktetu brakuje mu 2). Rysujemy atom węgla między dwoma atomami tlenu, któ- re aby uzyskać oktet, będą tworzyły po dwie wspólne pary elektronowe (dlatego między atomem węgla i tlenem ry- sujemy po 2 elektrony przy każdym z atomów). Tak więc w sumie powstają cztery wspólne pary przesunięte w stro- nę atomu o większej elektroujemności czyli tlenu. W czą- steczce powstają zatem dwa podwójne wiązania kowa- lencyjne spolaryzowane C-0 (różnica elektroujemności wynosi 3,5-2,5 = 1,0). 14 Porównanie właściwości związków kowalencyjnych i jonowych R Związki jonowe Powstają w wyniku przeniesienia elektronu walencyjnego od atomu jednego pierwiastka chemicznego do drugiego i utworzenia w ten sposób kationów i anionów, które przyciągają się tworząc wiązania Stan skupienia: stały, tworzą sieć krystaliczną Wysoka temperatura topnienia i wysoka temperatura wrzenia Stopione lub rozpuszczone w wodzie związki jonowe przewodzą prąd elektryczny, gdyż zawierają zdolne do poruszania się jony dodatnie i ujemne Związki kowalencyjne Powstają z atomów, które uwspólniają swoje elektrony walencyjne, skutkiem czego łączą się ze sobą za pomocą wspólnych par elektronowych tworzących wiązanie Stan skupienia: stały, gazowy, ciekły Zróżnicowana temperatura topnienia i wrzenia Nie przewodzą prądu elektrycznego, gdyż ich cząsteczki nie zawierają jonów 15 Porównanie atomów i jonów Symbol pierwiastka/wzór jonu atomowa Ładunek elektryczny Nazwa Liczba protonów 11 elektronów 11 Konfiguracja elektronowa 11 Symbol helowca o tej samej konfiguracji elektronowej Na atom sodu 11 11 10 Na+ jednododatni (1+) kation sodu [2, 8, 1] [2, 8] Ne 12 12 12 Mg atom magnezu [2, 8, 2] 12 12 10 Mg2+ dwudodatni (2+) kation magnezu [2,8] Ne 13 13 13 Al atom glinu [2,8, 3] 13 13 10 A1³+ trójdodatni (3+) kation glinu [2, 8] Ne 16 16 16 S atom siarki 16 16 18 S²- dwuujemny (2-) anion siarczkowy [2, 8, 6] [2, 8, 8] Ar 17 17 17 Cl 17 17 18 CI™ jednoujemny (1-) anion chlorkowy atom chloru [2, 8, 7] [2, 8, 8] Ar 16 źródła szablon: https://www.slidescarnival.com/crab-free-presentation-template/1601#preview To jest chemia 1 (Nowa Era)) dla absolwentów szkół podstawowych To jest chemia 1 (Nowa Era)) dla absolwentów gimnazjów Wiazanie ionowe - Chemia Wiazanie kowalencvine (atomowe) - Chemia O wiazaniach chemicznych w szkole podstawowei Wiązania chemiczne - kowalencvine i kowalencvine spolaryzowane Na dowolnym przykładzie wyjaśnij jak powstaje wiazanie Kowalencvine spolaryzowane, kowalencvine Wiazanie kowalencyine spolaryzowane - Chemia Wiazanie jonowe kowalencyjne spolaryzowane niespolaryzowane Steemit Wiązanie Wiązania chemiczne. - Steemit Images may be subject to copyright. Learn More Related images Waranie chemiczne kowalencyjne kowalency (new) jonowe metaliczne wiązania chemiczne - Szkolnictwo.pl szkolnictwo.pl WIĄZANIE CHEMICZNE Wik m jen metalicne jonowe leeria cetaten teoria detrovatoma pala kr.) -wigilopted from der Wahl wpis weder inneignia (ap) See more *playwane, koordynacyjn O Wiązania chemiczne -kowalencyjne*... slideplayer.pl 5 17