Polarnost kemične snovi. Elektronegativnost. Polarnost kovalentne vezi in polarnost molekule. Ionska vez kot skrajni primer polarne kovalentne vezi. Polarne molekule so

Kovinska povezava. Lastnosti kovinske vezi.

Kovinska vez je kemična vez, ki nastane zaradi prisotnosti relativno prostih elektronov. Značilen tako za čiste kovine kot za njihove zlitine in intermetalne spojine.

Kovinski povezovalni mehanizem

V vseh vozliščih kristalna mreža se nahajajo pozitivni kovinski ioni. Med njimi se naključno gibljejo valenčni elektroni, kot molekule plina, ki se med tvorbo ionov ločijo od atomov. Ti elektroni delujejo kot cement, ki drži pozitivne ione skupaj; sicer bi mreža pod vplivom odbojnih sil med ioni razpadla. Istočasno pa elektrone zadržujejo ioni znotraj kristalne mreže in je ne morejo zapustiti. Sklopne sile niso lokalizirane ali usmerjene. Zaradi tega se v večini primerov pojavijo visoka koordinacijska števila (na primer 12 ali 8). Ko se dva kovinska atoma približata, se orbitali v njunih zunanjih lupinah prekrivata in tvorita molekularne orbitale. Če se približa tretji atom, se njegova orbitala prekriva z orbitalama prvih dveh atomov, kar povzroči drugo molekularno orbitalo. Ko je veliko atomov, je ogromno tridimenzionalnih molekularne orbitale, ki se razprostira v vse smeri. Zaradi več prekrivajočih se orbital na valenčne elektrone vsakega atoma vpliva veliko atomov.

Značilne kristalne mreže

Večina kovin tvori eno od naslednjih visoko simetričnih mrež s tesnim pakiranjem atomov: kubično s središčem telesa, kubično s središčem na ploskvi in ​​heksagonalno.

V kubični (bcc) mreži s telesnim središčem so atomi nameščeni na ogliščih kocke, en atom pa je v središču volumna kocke. Kovine imajo kubično telocentrično mrežo: Pb, K, Na, Li, β-Ti, β-Zr, Ta, W, V, α-Fe, Cr, Nb, Ba itd.

V kubični mreži s središčem na ploskvi (fcc) so atomi nameščeni na ogliščih kocke in v središču vsake ploskve. Kovine te vrste imajo mrežo: α-Ca, Ce, α-Sr, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, γ-Fe, Cu, α-Co itd.

V heksagonalni mreži se atomi nahajajo v ogliščih in središču šesterokotnih baz prizme, trije atomi pa se nahajajo v srednji ravnini prizme. Kovine imajo takšno pakiranje atomov: Mg, α-Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, β-Co, Be, β-Ca itd.

Druge lastnosti

Prosto gibajoči se elektroni zagotavljajo visoko električno in toplotno prevodnost. Snovi z kovinska vez, pogosto združujejo trdnost s plastičnostjo, saj ko se atomi premaknejo relativno drug proti drugemu, se vezi ne zlomijo. tudi pomembna lastnina je kovinska aromatičnost.

Kovine dobro prevajajo toploto in elektriko, so dovolj močne in se lahko deformirajo brez uničenja. Nekatere kovine so temprane (lahko jih je kovati), nekatere pa so voljne (iz njih lahko vlečete žico). te edinstvene lastnosti razložen s posebno vrsto kemična vez, ki povezuje kovinske atome med seboj - kovinska vez.

Kovine v trdnem stanju obstajajo v obliki kristalov pozitivnih ionov, kot da "plavajo" v morju elektronov, ki se prosto gibljejo med njimi.

Kovinska vez pojasnjuje lastnosti kovin, zlasti njihovo trdnost. Pod vplivom deformacijske sile lahko kovinska mreža spremeni svojo obliko brez razpok, za razliko od ionskih kristalov.

Visoka toplotna prevodnost kovin je razložena z dejstvom, da če se kos kovine segreje na eni strani, se bo kinetična energija elektronov povečala. To povečanje energije se bo razširilo v "elektronskem morju" po celotnem vzorcu z veliko hitrostjo.

Jasna postane tudi električna prevodnost kovin. Če na konce kovinskega vzorca uporabimo potencialno razliko, se bo oblak delokaliziranih elektronov premaknil v smeri pozitivnega potenciala: ta tok elektronov, ki se premikajo v eno smer, predstavlja znani električni tok.

Kovinska povezava. Lastnosti kovinske vezi. - pojem in vrste. Razvrstitev in značilnosti kategorije "Kovinska vez. Lastnosti kovinske vezi." 2017, 2018.

Kovinska vez je vez, ki nastane med atomi v pogojih močne delokalizacije (razporeditve valenčnih elektronov na več kemičnih vezi v spojini) in pomanjkanja elektronov v atomu (kristalu). Je nenasičen in prostorsko neusmerjen.

Delokalizacija valenčnih elektronov v kovinah je posledica multicentrične narave kovinske vezi. Večcentričnost kovinske vezi zagotavlja visoko električno prevodnost in toplotno prevodnost kovin.

Nasičenost določeno s številom valenčnih orbital, vključenih v tvorbo kemikalije. komunikacije. Kvantitativna značilnost – valenca. Valenca je število vezi, ki jih en atom lahko tvori z drugimi; - je določen s številom valenčnih orbital, ki sodelujejo pri tvorbi vezi v skladu z menjalnimi in donorsko-akceptorskimi mehanizmi.

Fokus – povezava se oblikuje v smeri največjega prekrivanja elektronskih oblakov; - ugotavlja kemijsko in kristalnokemijsko zgradbo snovi (kako so atomi povezani v kristalno mrežo).

Med izobraževanjem kovalentna vez elektronska gostota je koncentrirana med medsebojno delujočimi atomi (risanje iz zvezka). V primeru kovinske vezi je elektronska gostota delokalizirana po celotnem kristalu. (risanje iz zvezka)

(primer iz zvezka)

Zaradi nenasičene in neusmerjene narave kovinske vezi so kovinska telesa (kristali) zelo simetrična in zelo usklajena. Velika večina kovinskih kristalnih struktur ustreza trem vrstam atomskih pakiranj v kristalih:

1. GCC– zrnato osredotočena kubična tesno zapakirana struktura. Gostota pakiranja – 74,05 %, koordinacijsko število = 12.

2. GPU– heksagonalna tesno zapakirana struktura, gostota pakiranja = 74,05 %, c.v. = 12.

3. BCC– prostornina je centrirana, gostota pakiranja = 68,1 %, c.h. = 8.

Kovinska vez ne izključuje določene stopnje kovalentnosti. Kovinska vezava v čisti obliki je značilna samo za alkalijske in zemeljskoalkalijske kovine.

Za čisto kovinsko vez je značilna energija reda 100/150/200 kJ/mol, 4-krat šibkejša od kovalentne vezi.

36. Klor in njegove lastnosti. V=1(III, IV, V in VII) oksidacijsko stanje=7, 6, 5, 4, 3, 1, −1

rumeno-zelen plin z ostrim dražečim vonjem. Klor se v naravi pojavlja le v obliki spojin. V naravi v obliki kalijevega klorida, magnezija, nitrija, nastalih kot posledica izhlapevanja nekdanjih morij in jezer. Prejem.prom:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2, z elektrolizo vode kloridov Me.\2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+8H2O+5Cl2/Kemično je klor zelo aktiven, neposredno se veže s skoraj vsem Me in z ne- kovine (razen ogljika, dušika, kisika, inertnih plinov), nadomešča vodik v ogljikovodikih in povezuje nenasičene spojine, izpodriva brom in jod iz njihovih spojin. Fosfor se vžge v atmosferi klora PCl3 in z nadaljnjim kloriranjem - PCl5; žveplo s klorom = S2Сl2, SСl2 in drugi SnClm. Zmes klora in vodika gori s kisikom, klor tvori okside: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8, pa tudi hipoklorite (soli hipoklorove kisline), klorite, klorate in perklorate. Vse kisikove spojine klor tvori eksplozivne mešanice z lahko oksidirajočimi snovmi. Klorovi oksidi so nestabilni in lahko spontano eksplodirajo, hipokloriti med skladiščenjem lahko eksplodirajo, klorati in perklorati pa lahko eksplodirajo. v vodi - hipoklorno in slano: Cl2 + H2O = HClO + HCl. Pri kloriranju vodnih raztopin alkalij na hladnem nastanejo hipokloriti in kloridi: 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O, pri segrevanju pa nastanejo klorati. Ko amoniak reagira s klorom, nastane dušikov triklorid. interhalogenske spojine z drugimi halogeni. Fluoridi ClF, ClF3, ClF5 so zelo reaktivni; na primer v atmosferi ClF3 se steklena volna spontano vname. Znane spojine klora s kisikom in fluorom so klorovi oksifluoridi: ClO3F, ClO2F3, ClOF, ClOF3 in fluorov perklorat FClO4. Uporaba: proizvodnja kemičnih spojin, čiščenje vode, sinteza hrane, farmacevtska industrija-baktericid, antiseptik, beljenje papirja, tkanin, pirotehnike, vžigalic, uničuje plevel v kmetijstvu.

Biološka vloga: biogeni, sestavni del rastlinskih in živalskih tkiv. 100g bazično osmotsko učinkovina krvna plazma, limfa, cerebrospinalna tekočina in nekatera tkiva Dnevna potreba po natrijevem kloridu = 6-9 g - kruh, meso in mlečni izdelki. Ima vlogo pri presnovi vode in soli, spodbuja zadrževanje vode v tkivih. Regulacija kislinsko-bazičnega ravnovesja v tkivih se izvaja skupaj z drugimi procesi s spreminjanjem porazdelitve klora med krvjo in drugimi tkivi, pri čemer klor sodeluje energetski metabolizem v rastlinah aktivira tako oksidativno fosforilacijo kot fotofosforilacijo. Klor pozitivno vpliva na absorpcijo kisika s koreninami, ki je sestavni del železovega soka.

37. Vodik, oksid = 1-1 Vodikov ion je popolnoma brez elektronskih lupin in se lahko približa zelo blizu in prodre v elektronske lupine.

Najpogostejši element v vesolju. Sestavlja večino Sonca, zvezd in drugih kozmičnih teles. V prostem stanju ga na Zemlji najdemo razmeroma redko - najdemo ga v nafti in gorljivih plinih, v obliki vključkov v nekaterih mineralih in večini. to v vodi. Prejem: 1. Laboratorij Zn+2HCl=ZnCl2+H ​​​​2; 2.Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2; 3. Al+NaOH+H 2 O=Na(AlOH) 4 +H 2. 4. V industriji: pretvorba, elektroliza: СH4+H2O=CO+3H2\CO+H2O=CO+ H2/Njega sv. V št.:H 2 +F 2 =2HF. Pri obsevanju, osvetlitvi, katalizatorji: 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. Vodik tvori hidride: ionske, kovalentne in kovinske. Na ionsko –NaH -& ,CaH 2 -& +H 2 O=Ca(OH) 2 ;NaH+H 2 O=NaOH+H 2 . Kovalentni –B 2 H 6 , AlH 3 , SiH 4 . Kovina – z d-elementi; sestava je spremenljiva: MeH ≤1, MeH ≤2 – vnašajo se v praznine med atomi Prevaja toploto, tok, trdne snovi. WATER.sp3-hibridna visoko polarna molekula pod kotom 104,5 , dipoli, najpogostejše topilo Voda reagira pri sobni temperaturi z aktivnimi halogeni (F, Cl) in medhalogenimi spojinami s solmi, šibkimi oblikami in šibkimi bazami, kar povzroči njihovo popolno hidrolizo; z ogljikovimi in anorganskimi anhidridi in kislinskimi halidi. kislina; z aktivnimi kovinskimi organskimi spojinami; s karbidi, nitridi, fosfidi, silicidi, hidridi aktivnega Me; s številnimi solmi, ki tvorijo hidrate, s keteni, ogljikov dioksid s fluoridi žlahtnih plinov. Voda reagira pri segrevanju: z Fe, Mg, premogom, metanom; z nekaterimi alkil halidi. Uporaba: vodik -sinteza amoniaka, metanola, klorovodika, TV maščob, vodikov plamen - za varjenje, taljenje, v metalurgiji za redukcijo Me iz oksida, gorivo za rakete, v farmaciji - voda, peroksid-antiseptik, baktericid, pranje, beljenje las. , sterilizacija.

Biološka vloga: vodik-7kg, Glavna funkcija vodika je strukturiranje biološkega prostora (voda in vodikove vezi) in tvorba različnih organskih molekul (vključenih v strukturo beljakovin, ogljikovih hidratov, maščob, encimov) Zahvaljujoč vodikovim vezim,

kopiranje molekule DNK. Voda ima veliko vlogo pri

število biokemičnih reakcij, v vseh fizioloških in bioloških

procese, zagotavlja presnovo med telesom zunanjim okoljem, med

celicah in znotraj celic. Voda je strukturna osnova celic in je nujna za

ohranja njihov optimalen volumen, določa prostorsko strukturo in

funkcije biomolekul.

Kovinska vez je kemična vez, ki nastane zaradi prisotnosti relativno prostih elektronov. Značilen tako za čiste kovine kot za njihove zlitine in intermetalne spojine.

Kovinski povezovalni mehanizem

Na vseh vozliščih kristalne mreže so pozitivni kovinski ioni. Med njimi se valenčni elektroni gibljejo naključno, kot molekule plina, ločene od atomi med nastajanjem ionov. Ti elektroni delujejo kot cement, ki drži pozitivne ione skupaj; sicer bi mreža pod vplivom odbojnih sil med ioni razpadla. Istočasno pa elektrone zadržujejo ioni znotraj kristalne mreže in je ne morejo zapustiti. Sklopne sile niso lokalizirane ali usmerjene.

Zato se v večini primerov pojavijo visoka koordinacijska števila (na primer 12 ali 8). Ko se dva kovinska atoma približata, se orbitali v njunih zunanjih lupinah prekrivata in tvorita molekularne orbitale. Če se približa tretji atom, se njegova orbitala prekriva z orbitalama prvih dveh atomov, kar daje drugo molekularno orbitalo. Ko je atomov veliko, nastane ogromno tridimenzionalnih molekularnih orbital, ki se raztezajo v vse smeri. Zaradi več prekrivajočih se orbital na valenčne elektrone vsakega atoma vpliva veliko atomov.

Značilne kristalne mreže

Večina kovin tvori eno od naslednjih visoko simetričnih mrež s tesnim pakiranjem atomov: kubično s središčem telesa, kubično s središčem na ploskvi in ​​heksagonalno.

V kubični telesno centrirani mreži ( BCC) atomi se nahajajo na ogliščih kocke in en atom je v središču prostornine kocke. Kovine imajo kubično telocentrično mrežo: Pb, K, Na, Li, β-Ti, β-Zr, Ta, W, V, α-Fe, Cr, Nb, Ba itd.

V kubični mreži s središčem na ploskvi (fcc) so atomi nameščeni na ogliščih kocke in v središču vsake ploskve. Kovine te vrste imajo mrežo: α-Ca, Ce, α-Sr, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, γ-Fe, Cu, α-Co itd.

V heksagonalni mreži se atomi nahajajo v ogliščih in središču šesterokotnih baz prizme, trije atomi pa se nahajajo v srednji ravnini prizme. Kovine imajo takšno pakiranje atomov: Mg, α-Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, β-Co, Be, β-Ca itd.

Druge lastnosti

Prosto gibajoči se elektroni zagotavljajo visoko električno in toplotno prevodnost. Snovi, ki imajo kovinsko vez, pogosto združujejo trdnost s plastičnostjo, saj ko se atomi premaknejo relativno drug proti drugemu, se vezi ne zlomijo. Druga pomembna lastnost je kovinska aromatičnost.

Kovine dobro prevajajo toploto in elektriko, so dovolj močne in se lahko deformirajo brez uničenja. Nekatere kovine so temprane (mogoče jih je kovati), nekatere so temprane (iz njih lahko vlečete žico). Te edinstvene lastnosti pojasnjuje posebna vrsta kemijske vezi, ki povezuje kovinske atome med seboj – kovinska vez.

Kovine v trdnem stanju obstajajo v obliki kristalov pozitivnih ionov, kot da "plavajo" v morju elektronov, ki se prosto gibljejo med njimi.

Kovinska vez pojasnjuje lastnosti kovin, zlasti njihovo trdnost. Pod vplivom deformacijske sile lahko kovinska mreža spremeni svojo obliko brez razpok, za razliko od ionskih kristalov.

Visoka toplotna prevodnost kovin je razložena z dejstvom, da če segrejete kos kovine na eni strani, potem kinetična energija elektronov se bo povečalo. To povečanje energije se bo razširilo v "morju elektronov" po celotnem vzorcu z veliko hitrostjo.

Jasna postane tudi električna prevodnost kovin. Če na konce kovinskega vzorca uporabimo potencialno razliko, se bo oblak delokaliziranih elektronov premaknil v smeri pozitivnega potenciala: ta tok elektronov, ki se premikajo v eno smer, predstavlja znani električni tok.