Какие физические свойства характерны для веществ с ионной

Введение понятия ковалентной полярной связи

Тема се­го­дняш­не­го урока «Ко­ва­лент­ная по­ляр­ная связь». На про­шлом уроке вы по­зна­ко­ми­лись с мо­де­лью хи­ми­че­ской связи, ко­то­рая ре­а­ли­зу­ет­ся в про­стых ве­ще­ствах-неме­тал­лах. Такой вид связи на­зы­ва­ет­ся «ко­ва­лент­ная непо­ляр­ная связь».

Се­год­ня вы узна­е­те о дру­гом виде ко­ва­лент­ной связи, ко­то­рая об­ра­зу­ет мо­ле­ку­лы слож­ных ве­ществ.

Ковалентная полярная связь в молекуле хлороводорода

Рис. 1. Об­ра­зо­ва­ние мо­ле­ку­лы хло­ро­во­до­ро­да

Зная, что ко­ва­лент­ная связь об­ра­зу­ет­ся за счет общих элек­трон­ных пар, изоб­ра­зим мо­дель мо­ле­ку­лы хло­ро­во­до­ро­да. Атом во­до­ро­да имеет на внеш­нем элек­трон­ном слое всего один элек­трон. Атом хлора – семь элек­тро­нов. Эти атомы при­об­ре­тут энер­ге­ти­че­ски вы­год­ное со­сто­я­ние, если атому во­до­ро­да будет при­над­ле­жать два элек­тро­на, а атому хлора – во­семь. Такое воз­мож­но при об­ра­зо­ва­нии одной общей элек­трон­ной пары.

Связь, об­ра­зу­ю­ща­я­ся между во­до­ро­дом и хло­ром, в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да от­ли­ча­ет­ся от той хи­ми­че­ской связи, ко­то­рая ре­а­ли­зу­ет­ся в мо­ле­ку­лах про­стых ве­ществ во­до­ро­да и хлора. Это под­твер­жда­ют экс­пе­ри­мен­таль­ные дан­ные. На­при­мер: атом во­до­ро­да в мо­ле­ку­ле HCl, может за­ме­щать­ся на атомы ме­тал­ла, а рас­твор хло­ро­во­до­ро­да в воде про­во­дит элек­три­че­ский ток.

2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑

Элек­тро­от­ри­ца­тель­ность

Атомы раз­ных хи­ми­че­ских эле­мен­тов об­ла­да­ют раз­лич­ной спо­соб­но­стью при­тя­ги­вать к себе элек­тро­ны.

Шкала электроотрицательности

Спо­соб­ность атома от­тя­ги­вать к себе элек­тро­ны, участ­ву­ю­щие в об­ра­зо­ва­нии связи, на­зы­ва­ет­ся элек­тро­от­ри­ца­тель­ностью.

Рис. 2. Шкала от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти эле­мен­тов

Лай­нус По­линг пред­ло­жил шкалу зна­че­ний от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти, при­няв элек­тро­от­ри­ца­тель­ность лития за еди­ни­цу.

При этом он срав­ни­вал элек­тро­от­ри­ца­тель­ность осталь­ных ато­мов в хи­ми­че­ских эле­мен­тах с элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью лития. Мак­си­маль­ную элек­тро­от­ри­ца­тель­ностьимеет атом фтора, ее зна­че­ние равно 4.

В со­от­вет­ствии с этой шка­лой, от­но­си­тель­ная элек­тро­от­ри­ца­тель­ность во­до­ро­да мень­ше, чем зна­че­ние от­но­си­тель­нойэлек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти хлора.

Рис. 3. Ча­стич­ные за­ря­ды ато­мов в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да

Зна­чит, общая элек­трон­ная пара, и элек­трон­ная плот­ность будут сме­ще­ны к атому хлора. Об­ра­ти­те вни­ма­ние на то, что нет пол­но­го пе­ре­хо­да элек­тро­на от атома во­до­ро­да к атому хлора, а лишь сме­ща­ет­ся элек­трон­ная плот­ность в сто­ро­нуболее элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го эле­мен­та.

Таким об­ра­зом, на ато­мах этих эле­мен­тов об­ра­зу­ют­ся ча­стич­ные за­ря­ды, ко­то­рые обо­зна­ча­ют­ся гре­че­ской бук­вой «δ». На атоме во­до­ро­да δ+, на атоме хлора δ-.Рис.3.

Ковалентная полярная связь в молекулах

Хи­ми­че­скую связь, об­ра­зо­ван­ную эле­мен­та­ми-неме­тал­ла­ми с раз­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью, на­зы­ва­ют ко­ва­лент­ной по­ляр­ной свя­зью.

Те­перь, зная мо­дель хи­ми­че­ской связи в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да, мы можем объ­яс­нить, по­че­му рас­твор хло­ро­во­до­ро­да в воде ста­но­вит­ся элек­тро­про­вод­ным. От­ку­да там бе­рут­ся за­ря­жен­ные ча­сти­цы? Дело в том, что под дей­стви­ем мо­ле­кул воды об­ра­зу­ют­ся не ча­стич­ные, а це­ло­чис­лен­ные за­ря­ды на ато­мах H и Cl. Таким об­ра­зом, в рас­твор пе­ре­хо­дят за­ря­жен­ные ча­сти­цы – ионы, и такой рас­твор спо­со­бен про­во­дить элек­три­че­ский ток.

Между ато­ма­ми неме­тал­лов об­ра­зу­ет­ся ко­ва­лент­ная связь. Ко­ва­лент­ная непо­ляр­ная связь об­ра­зу­ет­ся между ато­ма­ми од­но­го хи­ми­че­ско­го эле­мен­та. Ко­ва­лент­ная по­ляр­ная связь об­ра­зу­ет­ся между раз­лич­ны­ми ато­ма­ми неме­тал­лов. При об­ра­зо­ва­нии ко­ва­лент­ной по­ляр­ной связи общие элек­трон­ной пары сме­ща­ют­ся в сто­ро­ну наи­бо­лее элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го эле­мен­та.

Под­ве­де­ние итога урока

Вы рас­смот­ре­ли мо­дель об­ра­зо­ва­ния ко­ва­лент­ной по­ляр­ной связи в мо­ле­ку­лах слож­ных ве­ществ. На сле­ду­ю­щем уроке вы узна­е­те, как из­ме­ня­ют­ся зна­че­ния от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти эле­мен­тов в глав­ных под­груп­пах и пе­ри­о­дах.

Тема: Хи­ми­че­ская связь. Элек­тро­ли­ти­че­ская дис­со­ци­а­ция

Урок: Ион­ная связь

Валентность

Лишь немно­гие хи­ми­че­ские эле­мен­ты могут су­ще­ство­вать в ин­ди­ви­ду­аль­ном виде в виде газов. Эти эле­мен­ты на­зы­ва­ют­ся инерт­ны­ми га­за­ми. Осталь­ные хи­ми­че­ские эле­мен­ты будут вза­и­мо­дей­ство­вать друг с дру­гом или с дру­ги­ми ато­ма­ми, об­ра­зуя со­еди­не­ния. При­чи­ной об­ра­зо­ва­ния этих хи­ми­че­ских со­еди­не­ний яв­ля­ет­ся хи­ми­че­ская связь. Хи­ми­че­ская связь обу­слов­ле­на элек­тро­ста­ти­че­ским вза­и­мо­дей­стви­ем за­ря­жен­ных ча­стей атома: ядра и элек­трон­ной обо­лоч­ки. До­ка­за­но, что в об­ра­зо­ва­нии хи­ми­че­ской связи при­ни­ма­ют уча­стие элек­тро­ны внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки. Такие элек­тро­ны на­зы­ва­ют­ся ва­лент­ны­ми.

— Спо­соб­ность атома к об­ра­зо­ва­нию хи­ми­че­ской связи на­зы­ва­ет­ся ва­лент­но­стью.

Элек­тро­ны в ато­мах рас­по­ла­га­ют­ся на энер­ге­ти­че­ских уров­нях. Пол­но­стью за­пол­нен­ным энер­ге­ти­че­ским уров­нем об­ла­да­ют элек­тро­ны VIII-А груп­пы — бла­го­род­ные или инерт­ные газы. Учи­ты­вая хи­ми­че­скую пас­сив­ность инерт­ных газов и стро­е­ние ато­мов со­от­вет­ству­ю­щих эле­мен­тов, при­хо­дим к та­ко­му вы­во­ду: внеш­няя 8-элек­тро­на­ая обо­лоч­ка яв­ля­ет­ся для атома вы­год­ной и устой­чи­вой. Её часто на­зы­ва­ют элек­трон­ным ок­те­том. По­сколь­ку элек­трон­ная кон­фи­гу­ра­ция бла­го­род­но­го газа очень устой­чи­ва, (ns2np6) то до­стичь её стре­мят­ся атомы дру­гих эле­мен­тов. Сде­лать это они могут, отдав элек­тро­ны, при­няв или обоб­ще­ствив свои элек­тро­ны с элек­тро­на­ми дру­гих ато­мов.

Спо­со­бы об­ра­зо­ва­ния хи­ми­че­ской связи раз­лич­ны, по­это­му и вы­де­ля­ют несколь­ко типов хи­ми­че­ской связи:

— Ко­ва­лент­ная связь;

— Во­до­род­ная связь;

— Ме­тал­ли­че­ская связь;

— Ион­ная связь.

Каж­дый хи­ми­че­ский эле­мент об­ла­да­ет своей спо­соб­но­стью при­тя­ги­вать к себе внеш­ние, чужие элек­тро­ны.

Электроотрицательность

— Спо­соб­ность атома при­тя­ги­вать к себе элек­тро­ны на­зы­ва­ет­сяэлек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью.

Рис. 1. Шкала По­лин­га

Элек­тро­от­ри­ца­тель­ность нель­зя вы­ра­зить в еди­ни­цах любых фи­зи­че­ских ве­ли­чин. По­это­му было раз­ра­бо­та­но несколь­ко шкал от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти. Наи­боль­шее при­зна­ние по­лу­чи­ла шкала элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти, раз­ра­бо­тан­ная Л.К. По­лин­гом. Рис.1. Л.К. По­линг один из из­вест­ней­ших уче­ных XX- века. Он один из немно­гих, два­жды но­бе­лев­ский ла­у­ре­ат. В 1954 году ему была вру­че­на Но­бе­лев­ская пре­мия по химии с фор­му­ли­ров­кой « За изу­че­ние при­ро­ды хи­ми­че­ской связи и его при­ме­не­ния к струк­ту­ре слож­ных мо­ле­кул»

Чем мень­ше элек­тро­нов тре­бу­ет­ся атому для за­вер­ше­ния внеш­не­го элек­трон­но­го уров­ня, тем боль­шим зна­че­ни­ем элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти он об­ла­да­ет. На­при­мер, если срав­нить хлор и серу, то боль­шим зна­че­ни­ем элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти будет об­ла­дать хлор. Ему до до­сти­же­ния ок­те­та элек­тро­нов тре­бу­ет­ся всего 1 элек­трон, а атому серы – 2.Рис.2.

Рис. 2. Элек­трон­ная кон­фи­гу­ра­ция внеш­не­го слоя

В пе­ри­о­деэлек­тро­от­ри­ца­тель­ность будет воз­рас­татьслева на­пра­во.

Если же рас­смат­ри­вать эле­мен­ты одной груп­пы, ко­то­рые имеют на внеш­нем слое оди­на­ко­вое ко­ли­че­ство элек­тро­нов, то боль­шим зна­че­ни­ем элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти будет об­ла­дать тот эле­мент, у ко­то­ро­го мень­ше ра­ди­ус. Т.е. тот, ко­то­рый на­хо­дит­ся выше по груп­пе. Срав­ни­вая фтор и хлор можно с уве­рен­но­стью ска­зать, что фтор 9F …2s22p5об­ла­да­ет боль­шей элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью, чем хлор 17Cl…3s23p5 .

Фтор самый элек­тро­от­ри­ца­тель­ный эле­мент. Наи­мень­шим зна­че­ни­ем элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти об­ла­да­ют ще­лоч­ные ме­тал­лы.

Ионная связь

Ион­ная связь – это связь между ато­ма­ми резко от­ли­ча­ю­щи­ми­ся по элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти: у од­но­го она очень вы­со­кая, у дру­го­го – низ­кая. В этом слу­чае, атом с мень­шей элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью пол­но­стью от­да­ет свои ва­лент­ные элек­тро­ны атому с боль­шей элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью. Ион­ная связь об­ра­зу­ет­ся между ме­тал­ла­ми и неме­тал­ла­ми.

Такой тип связи в NaCl, CsBr, NH4Cl и др. При об­ра­зо­ва­нии ион­ной связи об­ра­зу­ют­ся за­ря­жен­ные ча­сти­цы: ионы.

Ка­ти­о­ны – по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ные ионы. Их об­ра­зу­ют атомы, в ко­то­рых мало ва­лент­ных элек­тро­нов и они слабо свя­за­ны с ядром. Это атомы ще­лоч­ных и ще­лоч­но­зе­мель­ных ме­тал­лов.

Ани­о­ны – от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ные ионы. Их легче всего об­ра­зу­ют га­ло­ге­ны. Эле­мен­ты глав­ной под­груп­пы 7 груп­пы. До за­вер­ше­ния ва­лент­но­го уров­ня им не хва­та­ет всего од­но­го элек­тро­на.

Схема об­ра­зо­ва­ния ион­ной связи на при­ме­ре хло­ри­да на­трия.

Атом на­трия, имеет на внеш­нем уровне всего один элек­трон. Он легко от­да­ет его, пре­вра­ща­ясь в ка­ти­он на­трия Na+.Атому хлора до ок­те­та элек­тро­нов не хва­та­ет од­но­го элек­тро­на. Он его за­би­ра­ет у атома на­трия, пре­вра­ща­ясь в анион хлора Cl-.

— Ион­ная связь воз­ни­ка­ет за счет сил элек­тро­ста­ти­че­ско­го при­тя­же­ния раз­но­имен­но за­ря­жен­ных ионов.

Физические свойства веществ с ионной связью

Рис. 3. Ион­ные со­еди­не­ния

Рис. 4. Кри­стал­ли­че­ская ре­шет­ка фто­ри­да каль­ция

Ве­ще­ства, об­ра­зо­ван­ные из ионов, на­зы­ва­ют­ся ион­ны­ми со­еди­не­ни­я­ми. Рис.3. Со­еди­не­ния, об­ра­зо­ван­ные ион­ной свя­зью при обыч­ных усло­ви­ях твёр­дые ве­ще­ства с вы­со­кой тем­пе­ра­ту­рой плав­ле­ния и ки­пе­ния. Это хруп­кие ве­ще­ства. Они об­ра­зу­ют ион­ную кри­стал­ли­че­кую ре­шет­ку. В узлах кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ки на­хо­дят­ся ионы. На ри­сун­ках по­ка­за­ны кри­стал­ли­че­кие ре­шет­ки хло­ри­да на­трия и фто­ри­да каль­ция. Рис. 4,5.

Рис. 5. Кри­стал­ли­че­ская ре­шет­ка хло­ри­да на­трия

Таким об­ра­зом, можно сде­лать вывод, что со­еди­не­ния двух эле­мен­тов, рас­по­ло­жен­ных в про­ти­во­по­лож­ных кон­цах од­но­го (или раз­ных) пе­ри­о­дов, имеют пре­иму­ще­ствен­но ион­ный ха­рак­тер связи, но по мере сбли­же­ния эле­мен­тов в пре­де­лах пе­ри­о­да ион­ный ха­рак­тер их со­еди­не­ний умень­ша­ет­ся. В боль­шин­стве слу­ча­ев нель­зя ска­зать, что со­еди­не­ние яв­ля­ет­ся пол­но­стью (или чисто) ион­ным либо пол­но­стью (или чисто) ко­ва­лент­ным. Од­на­ко можно утвер­ждать, что неко­то­рые со­еди­не­ния яв­ля­ют­ся пре­иму­ще­ствен­но ион­ны­ми, а дру­гие со­еди­не­ния пре­иму­ще­ствен­но ко­ва­лент­ны­ми.

Хо­ро­ши­ми при­ме­ра­ми ион­ных со­еди­не­ний яв­ля­ют­ся хло­ри­ды и ок­си­ды. Хло­ри­ды и ок­си­ды эле­мен­тов, рас­по­ло­жен­ных в левой части пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­цы, как пра­ви­ло, имеют пре­иму­ще­ствен­но ион­ный ха­рак­тер.

Под­ве­де­ние итога урока.

На этом уроке вы узна­ли, что такое ион­ная связь. Вы по­вто­ри­ли, как об­ра­зу­ют­ся новые хи­ми­че­ские со­еди­не­ния, какие эле­мен­ты ни­ко­гда не вза­и­мо­дей­ству­ют друг с дру­гом. Рас­смот­ре­ли при­чи­ны об­ра­зо­ва­ния ион­ной связи, ко­то­рые про­ана­ли­зи­ро­ва­ли на кон­крет­ных при­ме­рах.

Тема: Хи­ми­че­ская связь. Элек­тро­ли­ти­че­ская дис­со­ци­а­ция

Урок: Схемы об­ра­зо­ва­ния ве­ществ с раз­лич­ным типом связиhttps://​interneturok.​ru/​ru/​school/​chemistry/​9-klass/​bhimicheskaya-svyaz-elektroliticheskaya-dissociaciyab/​kovalentnaya-svyaz