قطبیت یک ماده شیمیایی الکترونگاتیوی. قطبیت پیوند کووالانسی و قطبیت مولکولی. پیوند یونی به عنوان یک مورد شدید از پیوند کووالانسی قطبی. مولکول های قطبی هستند

اتصال فلزی. خواص پیوند فلزی

پیوند فلزی یک پیوند شیمیایی است که در اثر حضور الکترون‌های نسبتاً آزاد ایجاد می‌شود. مشخصه هم فلزات خالص و هم آلیاژها و ترکیبات بین فلزی آنهاست.

مکانیزم پیوند فلزی

در تمام گره ها شبکه کریستالییون های فلزی مثبت قرار دارند. بین آنها، الکترون های ظرفیت به طور تصادفی حرکت می کنند، مانند مولکول های گاز، که در طول تشکیل یون ها از اتم ها جدا شده اند. این الکترون ها مانند سیمان عمل می کنند و یون های مثبت را در کنار هم نگه می دارند. در غیر این صورت، شبکه تحت تأثیر نیروهای دافعه بین یون ها متلاشی می شود. در همان زمان، الکترون‌ها توسط یون‌های درون شبکه بلوری نگه داشته می‌شوند و نمی‌توانند آن را ترک کنند. نیروهای جفت موضعی یا هدایت شده نیستند. به همین دلیل، در بیشتر موارد اعداد هماهنگی بالا ظاهر می شوند (مثلاً 12 یا 8). هنگامی که دو اتم فلز به هم نزدیک می شوند، اوربیتال ها در پوسته بیرونی آنها روی هم قرار می گیرند و اوربیتال های مولکولی را تشکیل می دهند. اگر اتم سوم نزدیک شود، مدار آن با اوربیتال های دو اتم اول همپوشانی پیدا می کند و در نتیجه اوربیتال مولکولی دیگری ایجاد می شود. هنگامی که تعداد زیادی اتم وجود دارد، تعداد زیادی از سه بعدی وجود دارد اوربیتال های مولکولی، در همه جهات گسترش می یابد. به دلیل اوربیتال های متعدد همپوشانی، الکترون های ظرفیت هر اتم تحت تاثیر اتم های زیادی قرار می گیرند.

شبکه های کریستالی مشخصه

بیشتر فلزات یکی از شبکه‌های بسیار متقارن زیر را با بسته‌بندی نزدیک اتم‌ها تشکیل می‌دهند: مکعب مرکز بدن، مکعب وجه در مرکز و شش ضلعی.

در یک شبکه مکعبی (bcc) با مرکز جسم، اتم ها در راس مکعب و یک اتم در مرکز حجم مکعب قرار دارند. فلزات دارای یک شبکه مکعبی در مرکز بدن هستند: Pb، K، Na، Li، β-Ti، β-Zr، Ta، W، V، α-Fe، Cr، Nb، Ba و غیره.

در یک شبکه مکعبی وجهی (fcc)، اتم ها در راس مکعب و در مرکز هر وجه قرار دارند. فلزات این نوع دارای شبکه هستند: α-Ca، Ce، α-Sr، Pb، Ni، Ag، Au، Pd، Pt، Rh، γ-Fe، Cu، α-Co و غیره.

در شبکه شش ضلعی، اتم ها در راس و مرکز پایه های شش ضلعی منشور قرار دارند و سه اتم در صفحه وسط منشور قرار دارند. فلزات دارای این بسته بندی اتم ها هستند: Mg، α-Ti، Cd، Re، Os، Ru، Zn، β-Co، Be، β-Ca و غیره.

سایر خواص

الکترون‌هایی که آزادانه حرکت می‌کنند رسانایی الکتریکی و حرارتی بالایی دارند. مواد با پیوند فلزی، اغلب استحکام را با پلاستیسیته ترکیب می کنند، زیرا وقتی اتم ها نسبت به یکدیگر جابجا می شوند، پیوندها شکسته نمی شوند. همچنین دارایی مهممعطر فلزی است.

فلزات گرما و الکتریسیته را به خوبی هدایت می کنند، به اندازه کافی قوی هستند و می توانند بدون تخریب تغییر شکل دهند. برخی از فلزات چکش خوار هستند (می توان آنها را جعل کرد)، برخی دیگر چکش خوار هستند (می توانید از آنها سیم بکشید). اینها خواص منحصر به فردبا یک نوع خاص توضیح داده شده است پیوند شیمیایی، اتصال اتم های فلز به یکدیگر - یک پیوند فلزی.

فلزات در حالت جامد به شکل کریستال های یون های مثبت وجود دارند که گویی در دریایی از الکترون ها که آزادانه بین آنها حرکت می کنند "شناور" هستند.

پیوند فلزی خواص فلزات، به ویژه استحکام آنها را توضیح می دهد. تحت تأثیر نیروی تغییر شکل، یک شبکه فلزی برخلاف کریستال های یونی می تواند بدون ترک خوردن شکل خود را تغییر دهد.

رسانایی حرارتی بالای فلزات با این واقعیت توضیح داده می شود که اگر یک قطعه فلز در یک طرف گرم شود، انرژی جنبشی الکترون ها افزایش می یابد. این افزایش انرژی در "دریای الکترونی" در سراسر نمونه با سرعت بالا پخش می شود.

رسانایی الکتریکی فلزات نیز مشخص می شود. اگر اختلاف پتانسیل به انتهای یک نمونه فلزی اعمال شود، ابر الکترون‌های غیرمکانی‌شده در جهت پتانسیل مثبت جابه‌جا می‌شوند: این جریان الکترون‌هایی که در یک جهت حرکت می‌کنند، جریان الکتریکی آشنا را نشان می‌دهد.

اتصال فلزی. خواص پیوند فلزی - مفهوم و انواع طبقه بندی و ویژگی های رده "پیوند فلزی. خواص پیوند فلزی." 2017، 2018.

پیوند فلزی پیوندی است که بین اتم‌ها در شرایط جابجایی قوی (توزیع الکترون‌های ظرفیت بر روی چندین پیوند شیمیایی در یک ترکیب) و کمبود الکترون در اتم (کریستال) ایجاد می‌شود. غیر اشباع و از نظر مکانی غیر جهت دار است.

جابجایی الکترون های ظرفیت در فلزات نتیجه ماهیت چند مرکزی پیوند فلزی است. ماهیت چند مرکزی پیوند فلزی هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی فلزات را تضمین می کند.

اشباع پذیری با تعداد اوربیتال های ظرفیتی که در تشکیل یک ماده شیمیایی نقش دارند تعیین می شود. ارتباطات ویژگی کمی - ظرفیت. ظرفیت تعداد پیوندهایی است که یک اتم می تواند با دیگران تشکیل دهد. - بر اساس تعداد اوربیتال های ظرفیتی که در تشکیل پیوندها با توجه به مکانیسم های مبادله و دهنده-پذیرنده نقش دارند، تعیین می شود.

تمرکز کنید - اتصال در جهت حداکثر همپوشانی ابرهای الکترونی تشکیل شده است. - ساختار شیمیایی و کریستالی یک ماده را تعیین می کند (نحوه اتصال اتم ها در یک شبکه کریستالی).

در طول تحصیل پیوند کووالانسیچگالی الکترون بین اتم های برهم کنش متمرکز است (نقاشی از دفترچه یادداشت). در مورد پیوند فلزی، چگالی الکترون در سرتاسر کریستال جابجا می‌شود. (نقاشی از دفترچه یادداشت)

(نمونه ای از دفترچه یادداشت)

به دلیل ماهیت غیر اشباع و غیر جهت دار پیوند فلزی، اجسام فلزی (بلورها) بسیار متقارن و بسیار هماهنگ هستند. اکثریت قریب به اتفاق ساختارهای کریستالی فلزی با 3 نوع بسته بندی اتمی در کریستال ها مطابقت دارند:

1. شورای همکاری خلیج فارس- ساختار مکعبی متمرکز دانه محور. تراکم بسته بندی - 74.05٪، تعداد هماهنگی = 12.

2. پردازنده گرافیکی– ساختار بسته بندی شده شش ضلعی، چگالی بسته بندی = 74.05٪، c.h. = 12.

3. BCC– حجم مرکزی است، چگالی بسته بندی = 68.1٪، c.h. = 8.

یک پیوند فلزی درجاتی از کووالانسی را رد نمی کند. پیوند فلزی در شکل خالص آن تنها مشخصه فلزات قلیایی و قلیایی خاکی است.

یک پیوند فلزی خالص با انرژی 100/150/200 کیلوژول بر مول مشخص می شود که 4 برابر ضعیف تر از یک پیوند کووالانسی است.

36. کلر و خواص آن. حالت اکسیداسیون = 1 (III، IV، V و VII) = 7، 6، 5، 4، 3، 1، -1

گاز زرد مایل به سبز با بوی تند تحریک کننده. کلر در طبیعت فقط به صورت ترکیبات وجود دارد. در طبیعت، به شکل کلرید پتاسیم، منیزیم، نیتریم که در نتیجه تبخیر دریاها و دریاچه های سابق تشکیل شده است. رسید.پروم:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2، با الکترولیز آب کلریدهای Me.\2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+8H2O+5Cl2/از نظر شیمیایی، کلر بسیار فعال است، به طور مستقیم با غیر من ترکیب می شود و فلزات (به جز کربن، نیتروژن، اکسیژن، گازهای بی اثر)، جایگزین هیدروژن در هیدروکربن ها و پیوستن به ترکیبات غیراشباع، جابجایی برم و ید از ترکیبات آنها می شود. گوگرد با کلر = S2Сl2، SСl2 و سایر SnClm. مخلوطی از کلر و هیدروژن با اکسیژن می سوزد. همه ترکیبات اکسیژنکلر مخلوط های انفجاری را با موادی که به راحتی اکسید می شوند تشکیل می دهد. اکسیدهای کلر ناپایدار هستند و می توانند به طور خود به خود منفجر شوند. در آب - هیپوکلری و شور: Cl2 + H2O = HClO + HCl. هنگامی که محلول های آبی قلیایی ها در سرما کلر می شوند، هیپوکلریت ها و کلریدها به وجود می آیند: 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O، و هنگامی که گرم می شوند، کلرات ها تشکیل می شوند. هنگامی که آمونیاک با کلر واکنش می دهد، تری کلرید نیتروژن تشکیل می شود. ترکیبات اینترهالوژن با هالوژن های دیگر فلورایدهای ClF، ClF3، ClF5 بسیار واکنش پذیر هستند. به عنوان مثال، در یک جو ClF3، پشم شیشه به طور خود به خود مشتعل می شود. ترکیبات شناخته شده کلر با اکسیژن و فلوئور عبارتند از اکسی فلوریدهای کلر: ClO3F، ClO2F3، ClOF، ClOF3 و پرکلرات فلوئور FClO4. کاربرد:تولید ترکیبات شیمیایی، تصفیه آب، سنتز مواد غذایی، صنایع دارویی-باکتری کش، ضد عفونی کننده، سفیدکننده کاغذها، پارچه ها، مواد آتش نشانی، کبریت، از بین بردن علف های هرز در کشاورزی.

نقش بیولوژیکی: بیوژنیک، جزء بافت های گیاهی و جانوری. 100 گرم پایه اسمزی ماده فعالپلاسمای خون، لنف، مایع مغزی نخاعی و برخی بافت ها نیاز روزانه به کلرید سدیم = 6-9 گرم - نان، گوشت و لبنیات. در متابولیسم آب-نمک نقش دارد و باعث حفظ آب در بافت می شود. تنظیم تعادل اسید و باز در بافت ها همراه با سایر فرآیندها با تغییر توزیع کلر بین خون و سایر بافت ها انجام می شود متابولیسم انرژیدر گیاهان، فسفوریلاسیون اکسیداتیو و فوتوفسفوریلاسیون را فعال می کند. کلر تأثیر مثبتی بر جذب اکسیژن توسط ریشه دارد که جزء شیره آهن است.

37. هیدروژن، آب = 1 یون هیدروژن کاملاً فاقد لایه های الکترونی است و می تواند به فواصل بسیار نزدیک نزدیک شود و به لایه های الکترونی نفوذ کند.

رایج ترین عنصر در کیهان. بخش عمده ای از خورشید، ستارگان و دیگر اجرام کیهانی را تشکیل می دهد، در حالت آزاد روی زمین، نسبتاً به ندرت یافت می شود - در نفت و گازهای قابل احتراق یافت می شود، که به شکل ادغام در برخی از مواد معدنی وجود دارد. آن را در آب رسید: 1. آزمایشگاه Zn+2HCl=ZnCl2+H2; 2.Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 +2H2; 3. Al+NaOH+H2O=Na(AlOH)4+H2. 4. در صنعت: تبدیل، الکترولیز: СH4+H2O=CO+3H2\CO+H2O=CO+ اچ2/Him St.در شماره:H 2 +F 2 =2HF. هنگام تابش، روشنایی، کاتالیزورها: H 2 + O 2 , S, N, P = H 2 O , H 2 S , NH 3 , Ca + H2 = CaH2\F2 + H2 = 2HF\N2 + 3H2 → 2NH3\Cl2 + H2 → 2HCl، 2NO+2H2=N2+2H2O،CuO+H2=Cu+H2O،CO+H2=CH3OH. هیدروژن هیدریدها را تشکیل می دهد: یونی، کووالانسی و فلزی. به یونی –NaH -&,CaH2 -& +H2O=Ca(OH) 2;NaH+H2O=NaOH+H2. کووالانسی –B 2 H 6 , AlH 3 , SiH 4 . فلز - با عناصر d. ترکیب متغیر است: MeH ≤1، MeH ≤2 - وارد فضای خالی بین اتم ها می شود. WATER.sp3- مولکول بسیار قطبی هیبریدی در زاویه 104.5 دوقطبی، رایج ترین حلال آب در دمای اتاق با هالوژن های فعال (F, Cl) و ترکیبات بین هالوژنی با نمک ها، اشکال ضعیف و بازهای ضعیف واکنش می دهد و باعث هیدرولیز کامل آنها می شود. با انیدریدهای کربنی و معدنی و هالیدهای اسیدی. اسید; با ترکیبات اندام فلزی فعال؛ با کاربیدها، نیتریدها، فسفیدها، سیلیسیدها، هیدریدهای Me فعال. با بسیاری از نمک ها، تشکیل هیدرات با بورها، سیلان ها با گازهای نجیب. آب هنگام گرم شدن واکنش نشان می دهد: با آهن، منیزیم، زغال سنگ، متان با مقداری آلکیل هالید. کاربرد: هیدروژن - سنتز آمونیاک، متانول، کلرید هیدروژن، چربی تلویزیون، شعله هیدروژن - برای جوشکاری، ذوب، در متالورژی برای احیای من از اکسید، سوخت برای موشک، در داروخانه - آب، پراکسید-ضد عفونی کننده، باکتری کش، شستشو، سفید کردن مو ، عقیم سازی

نقش بیولوژیکی: هیدروژن-7 کیلوگرم، عملکرد اصلی هیدروژن ساختار فضای بیولوژیکی (پیوندهای آب و هیدروژنی) و تشکیل انواع مولکول های آلی (شامل در ساختار پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی ها، آنزیم ها) به لطف پیوندهای هیدروژنی است.

کپی کردن یک مولکول DNA آب در بزرگی شرکت می کند

تعداد واکنش های بیوشیمیایی، در تمام فیزیولوژیکی و بیولوژیکی

فرآیندها، متابولیسم بین بدن و محیط خارجی را تضمین می کند

سلول ها و درون سلول ها آب اساس ساختاری سلول ها است و برای آن ضروری است

با حفظ حجم بهینه آنها، ساختار فضایی و

عملکرد مولکول های زیستی

پیوند فلزی یک پیوند شیمیایی است که در اثر حضور الکترون‌های نسبتاً آزاد ایجاد می‌شود. مشخصه هم فلزات خالص و هم آلیاژها و ترکیبات بین فلزی آنهاست.

مکانیزم پیوند فلزی

در تمام گره های شبکه کریستالی مثبت وجود دارد یون های فلزی. بین آنها، الکترون های ظرفیت به طور تصادفی حرکت می کنند، مانند مولکول های گاز، جدا شده از اتم هادر طول تشکیل یون ها این الکترون ها مانند سیمان عمل می کنند و یون های مثبت را در کنار هم نگه می دارند. در غیر این صورت، شبکه تحت تأثیر نیروهای دافعه بین یون ها متلاشی می شود. در همان زمان، الکترون‌ها توسط یون‌های درون شبکه بلوری نگه داشته می‌شوند و نمی‌توانند آن را ترک کنند. نیروهای جفت موضعی یا هدایت شده نیستند.

بنابراین، در اغلب موارد اعداد هماهنگی بالا (مثلاً 12 یا 8) ظاهر می شوند. هنگامی که دو اتم فلز به هم نزدیک می شوند، اوربیتال ها در پوسته بیرونی آنها روی هم قرار می گیرند و اوربیتال های مولکولی را تشکیل می دهند. اگر اتم سومی نزدیک شود، مدار آن با اوربیتال های دو اتم اول همپوشانی پیدا می کند و اوربیتال مولکولی دیگری ایجاد می کند. هنگامی که اتم های زیادی وجود دارد، تعداد زیادی اوربیتال مولکولی سه بعدی ایجاد می شود که در همه جهات گسترش می یابد. به دلیل اوربیتال های متعدد همپوشانی، الکترون های ظرفیت هر اتم تحت تاثیر اتم های زیادی قرار می گیرند.

شبکه های کریستالی مشخصه

بیشتر فلزات یکی از شبکه‌های بسیار متقارن زیر را با بسته‌بندی نزدیک اتم‌ها تشکیل می‌دهند: مکعب مرکز بدن، مکعب وجه در مرکز و شش ضلعی.

در یک شبکه مکعبی بدنه محور ( BCC) اتم ها در راس مکعب قرار دارند و یک اتم در مرکز حجم مکعب قرار دارد. فلزات دارای یک شبکه مکعبی در مرکز بدن هستند: Pb، K، Na، Li، β-Ti، β-Zr، Ta، W، V، α-Fe، Cr، Nb، Ba و غیره.

در یک شبکه مکعبی وجهی (fcc)، اتم ها در راس مکعب و در مرکز هر وجه قرار دارند. فلزات این نوع دارای شبکه هستند: α-Ca، Ce، α-Sr، Pb، Ni، Ag، Au، Pd، Pt، Rh، γ-Fe، Cu، α-Co و غیره.

در شبکه شش ضلعی، اتم ها در راس و مرکز پایه های شش ضلعی منشور قرار دارند و سه اتم در صفحه وسط منشور قرار دارند. فلزات دارای این بسته بندی اتم ها هستند: Mg، α-Ti، Cd، Re، Os، Ru، Zn، β-Co، Be، β-Ca و غیره.

سایر خواص

الکترون‌هایی که آزادانه حرکت می‌کنند، رسانایی الکتریکی و حرارتی بالایی دارند. موادی که دارای پیوند فلزی هستند اغلب استحکام را با انعطاف پذیری ترکیب می کنند، زیرا وقتی اتم ها نسبت به یکدیگر جابجا می شوند، پیوندها شکسته نمی شوند. خاصیت مهم دیگر معطر بودن فلز است.

فلزات گرما و الکتریسیته را به خوبی هدایت می کنند، به اندازه کافی قوی هستند و می توانند بدون تخریب تغییر شکل دهند. برخی از فلزات چکش خوار هستند (می توان آنها را جعل کرد)، برخی دیگر چکش خوار هستند (می توانید از آنها سیم بکشید). این ویژگی‌های منحصر به فرد با نوع خاصی از پیوند شیمیایی توضیح داده می‌شود که اتم‌های فلز را به یکدیگر متصل می‌کند - یک پیوند فلزی.

فلزات در حالت جامد به شکل کریستال های یون های مثبت وجود دارند که گویی در دریایی از الکترون ها که آزادانه بین آنها حرکت می کنند "شناور" هستند.

پیوند فلزی خواص فلزات، به ویژه استحکام آنها را توضیح می دهد. تحت تأثیر نیروی تغییر شکل، یک شبکه فلزی برخلاف کریستال های یونی می تواند بدون ترک خوردن شکل خود را تغییر دهد.

رسانایی حرارتی بالای فلزات با این واقعیت توضیح داده می شود که اگر یک قطعه فلز را از یک طرف گرم کنید، سپس انرژی جنبشیالکترون ها افزایش خواهند یافت. این افزایش انرژی در "دریایی از الکترون ها" در سراسر نمونه با سرعت بالا پخش می شود.

رسانایی الکتریکی فلزات نیز مشخص می شود. اگر اختلاف پتانسیل به انتهای یک نمونه فلزی اعمال شود، ابر الکترون‌های غیرمکانی‌شده در جهت پتانسیل مثبت جابه‌جا می‌شوند: این جریان الکترون‌هایی که در یک جهت حرکت می‌کنند، جریان الکتریکی آشنا را نشان می‌دهد.