Nh3 тип хімічної. Nh3 тип хімічного зв'язку. В результаті вивчення даної теми ви дізнаєтеся

В результаті взаємного електростатичного притягання між молекулами і атомами хімічних елементів може виникнути іонна зв'язок. Приклади таких сполук можна спостерігати в різних реакціях гальванічних батарей, навіть проста кухонна сіль має з'єднання даного типу. Про те, що таке іонна зв'язок, чим вона відрізняється від ковалентного, розповідається в цій статті.

Прості і складні іони

В іонної зв'язку беруть участь і окремі атоми, і різні їх сполуки. Всі учасники такого зв'язку мають електричний заряд і утримуються в з'єднанні завдяки електростатичним силам. Розрізняють іони прості, такі як Na +, K +, які відносяться до катіонів; F -, Cl - - відносяться до анионам. Також бувають іони складні, що складаються з двох і більше атомів. приклади іонної хімічного зв'язку на базі складних іонів - аніони OH -, NO 3 -, катіон NH 4 +. Прості іони з позитивним зарядом утворюються з атомів з низьким іонізаційним потенціалом - зазвичай це метали головних підгруп I-II групи. Прості іони, що мають негативний заряд, в більшості випадків є типовими неметалами.

Ковалентний і іонна зв'язок

Приклади систем, створених з двох частинок, що володіють протилежними електричними зарядами, показують, що в такому випадку завжди виникає електричне поле. Це означає, що електрично активні іони можуть притягувати і інші іони в різних напрямках. Завдяки силам електричного тяжіння і існує іонна зв'язок. Приклади таких сполук показують два принципових відмінності між іонної і ковалентного зв'язком.

1. Електричне поле іона зменшується в залежності від відстані в будь-якому напрямку. Тому ступінь взаємодії між іонами не залежить від того, як в просторі ці іони розташовані. З цих спостережень можна зробити висновок, що іонна зв'язок скалярного, тобто не має спрямованість.
2. Два іона, що володіють різними зарядами, притягують не тільки один одного, але і сусідні заряджені іони - до певного йону можуть приєднатися різне число заряджених частинок протилежного знака. У цьому полягає ще одна відмінність між ковалентним і іонним зв'язком: остання не має насичуваності. Число приєднаних іонів визначається лінійними розмірами заряджених частинок, а також тим принципом, що сили тяжіння іонів протилежних зарядів повинні переважати над силами відштовхування, які діють між однаково зарядженими частинками.

асоціації

Оскільки насичуваності і спрямованість у іонів відсутні, то вони схильні з'єднуватися один з одним в різних комбінаціях. Це властивість вчені назвали асоціацією. При високих температурах асоціація невелика: кінетична енергія молекул і іонів досить висока, і в газовому стані речовини з іонним видом зв'язку знаходяться в вигляді окремих молекул. Але середні і низькі температури роблять можливим утворення різних структурних з'єднань, За освіту яких несе відповідальність іонний тип зв'язку. Приклади будови речовин в рідкому і твердому стані показані на малюнках.

Як можна бачити, іонна зв'язок створює кристалічну решітку, в якій кожен елемент оточений іонами з протилежним знаком заряду. При цьому така речовина володіє однаковими характеристиками в різних напрямках.

поляризація

Як відомо, при приєднанні електрона до атома неметалла виділяється певна кількість енергії. Однак приєднання другого електрона вимагає вже витрат енергії, тому утворення простих багатозарядних аніонів стає енергетично збитковим. Разом з тим такі елементи, як SO 4 2-, СО 3 2 показують, що складні багатозарядні негативні іони можуть бути енергетично стійкими, так як електрони в з'єднанні розподілені таким чином, щоб заряд кожного атома був не більший заряду самого електрона. Такі правила дікутует стандартна іонна зв'язок.

Приклади типових елементів, які зустрічаються на кожному кроці (NaCl, CsF), не показують повного поділу позитивного і негативного зарядів. Наприклад, в кристалі кухонної солі ефективний негативний заряд становитиме всього близько 93% повного заряду електрона. Даний ефект спостерігається і в інших з'єднаннях. Таке неповне поділ зарядів називається поляризацією.

причини поляризації

Причиною поляризації завжди є електричне поле. Зовнішній шар електронів відчуває найбільше зміщення при поляризації. Однак слід зауважити, що різні іони мають неоднакову здатність до поляризації: чим слабкіша зв'язок зовнішнього електрона з ядром, тим легше поляризується весь іон і тим сильніше деформується електронну хмару.

Поляризація іонів, певним чином дію на сполуки, що утворюють іонну зв'язок. приклади хімічних реакцій показують, що найбільшим поляризующим дію має іон водню Н +, оскільки він володіє найменшими розмірами і повною відсутністю електронної хмари.

Іонна (електровалентная) хімічний зв'язок - зв'язок, обумовлена \u200b\u200bутворенням електронних пар за рахунок переходу валентних електронів від одного атома до іншого. Характерна для з'єднань металів з найбільш типовими неметалами, напр .:

Na + + Cl - \u003d Na + Cl

Механізм утворення іонного зв'язку можна розглянути на прикладі реакції між натрієм і хлором. Атом лужного металу легко втрачає електрон, а атом галогену - набуває. В результаті цього виникає катіон натрію і хлорид-іон. Вони утворюють з'єднання за рахунок електростатичного притягання між ними.

Взаємодія між катіонами і аніонами не залежить від напрямку, тому про іонної зв'язку говорять як про ненаправленої. Кожен катіон може притягувати будь-яке число аніонів, і навпаки. Ось чому іонна зв'язок є ненасиченим. Число взаємодій між іонами в твердому стані обмежується лише розмірами кристала. Тому "молекулою" іонного з'єднання слід вважати весь кристал.

Ідеальною іонної зв'язку практично не існує. Навіть в тих з'єднаннях, які зазвичай відносять до іонним, не відбувається повного переходу електронів від одного атома до іншого; електрони частково залишаються в загальному користуванні. Так, зв'язок у фториді літію на 80% іонна, а на 20% - ковалентний. Тому правильніше говорити про ступеня ионности(Полярності) ковалентного хімічного зв'язку. Вважають, що при різниці електронегативності елементів 2,1 зв'язок є на 50% іонної. При більшій різниці з'єднання можна вважати іонним.

Іонної моделлю хімічного зв'язку широко користуються для опису властивостей багатьох речовин, в першу чергу, з'єднань лужних і лужноземельних металів з неметалами. Це обумовлено простотою опису таких з'єднань: вважають, що вони побудовані з нестискуваних заряджених сфер, що відповідають катіонів та аніонів. При цьому іони прагнуть розташуватися таким чином, щоб сили тяжіння між ними були максимальними, а сили відштовхування - мінімальними.

воднева зв'язок

Водневий зв'язок є особливим видом хімічного зв'язку. Відомо, що сполуки водню з сильно електронегативними неметаллами, такими як F, О, N, мають аномально високі температури кипіння. Якщо в ряду Н 2 Т e-H 2 Se-H 2 Sтемпература кипіння закономірно зменшується, то при переході отH 2 Sк Н 2 О спостерігається різкий стрибок до збільшення цієї температури. Така ж картина спостерігається і в ряду галогенводородних кислот. Це свідчить про наявність специфічної взаємодії між молекулами Н 2 О, молекуламіHF. Така взаємодія має ускладнювати відрив молекул один від одного, тобто зменшувати їх летючість, а, отже, підвищувати температуру кипіння відповідних речовин. Внаслідок великої різниці в ЕО хімічні связіH-F, H-O, H-Nсільно поляризовані. Тому атом водню має позитивний ефективний заряд (δ +), а на атомахF, OіNнаходітся надлишок електронної щільності, і вони заряджені негативно ( -). Внаслідок кулонівського тяжіння відбувається взаємодія позитивно зарядженого атома водню однієї молекули з електронегативним атомом іншої молекули. Завдяки цьому молекули притягуються один до одного (жирними точками позначені водневі зв'язку).

водневоїназивається такий зв'язок, яка утворюється за допомогою атома водню, що входить до складу однієї з двох зв'язаних частинок (молекул або іонів). енергія водневого зв'язку (21–29 кДж / моль або 5–7 ккал / моль) приблизно в 10 разів меншеенергії звичайної хімічного зв'язку. І тим не менше, воднева зв'язок обумовлює існування в парах димеризованих молекул (Н 2 О) 2, (HF) 2 і мурашиної кислоти.

В ряду сполучень атомів НF, HO, HN, HCl, HSенергія водневого зв'язку падає. Вона також зменшується з підвищенням температури, тому речовини в пароподібному стані проявляють водневу зв'язок лише в незначній мірі; вона характерна для речовин в рідкому і твердому станах. Такі речовини як вода, лід, рідкий аміак, органічні кислоти, спирти і феноли, асоційовані в димери, тримери і полімери. В рідкому стані найбільш стійкі димери.

Всі хімічні сполуки утворюються за допомогою утворення хімічного зв'язку. І в залежності від типу з'єднуються частинок розрізняють кілька видів. самі основні - це ковалентний полярна, ковалентний неполярний, металева і іонна. сьогодні мова піде про іонної.

Вконтакте

Що таке іони

Вона утворюється між двома атомами - як правило, за умови, що різниця електронегативності між ними дуже велика. Електронегативність атомів і іонів оцінюється за шкалою Поллінга.

Тому для того щоб правильно розглядати характеристики з'єднань, було введено поняття ионности. Ця характеристика дозволяє визначити на скільки відсотків конкретна зв'язок представляє саме іонну.

З'єднання з максимальною ионности це фторид цезію, в якому вона становить приблизно 97%. Іонна зв'язок характерна для речовин, утворених атомами металів, розташованих в першій і другій групі таблиці Д.І. Менделєєва, і атомами неметалів, що знаходяться в шостий і сьомий групах цієї ж таблиці.

Зверніть увагу!Варто зауважити, що не існує з'єднання, в якому взаємозв'язок виключно іонна. Для відкритих на даний момент елементів не можна домогтися настільки великої різниці в електронегативності, щоб отримати 100% -ве іонну з'єднання. Тому визначення іонної зв'язку не зовсім коректно, тому що реально розглядаються з'єднання з частковим іонним взаємодією.

Навіщо ж ввели цей термін, якщо реально такого явища не існує? Справа в тому, що цей підхід допоміг пояснити багато нюансів у властивостях солей, оксидів та інших речовин. Наприклад, чому вони добре розчиняються у воді, а їх розчини здатні проводити електричний струм. Це неможливо пояснити ні з яких інших позицій.

механізм утворення

Освіта іонної зв'язку можливо тільки при дотриманні двох умов: якщо атом металу, який бере участь в реакції, здатний легко віддати електрони, що знаходяться на останньому енергетичному рівні, А атом неметалла здатний ці електрони прийняти. Атоми металів за своєю природою є відновниками, тобто здатні до віддачі електронів.

Це пов'язано з тим, що на останньому енергетичному рівні в металі можуть знаходиться від одного до трьох електронів, а радіус самої частинки досить великий. Тому сила взаємодії ядра з електронами на останньому рівні настільки мала, що вони можуть легко йти з нього. З неметалами ситуація зовсім інша. Вони мають маленький радіус, А кількість власних електронів на останньому рівні може бути від трьох і до семи.

І взаємодія між ними і позитивним ядром досить сильна, але будь-який атом прагне до завершення енергетичного рівня, тому атоми неметалла прагнуть отримати відсутні електрони.

І коли зустрічаються два атома - металу і неметалла, відбувається перехід електронів від атома металу до атома неметалла, при цьому утворюється хімічну взаємодію.

схема з'єднання

На малюнку наочно видно, як саме здійснюється освіту іонної зв'язку. Спочатку існують нейтрально заряджені атоми натрію і хлору.

Перший має один електрон на останньому енергетичному рівні, другий сім. Далі відбувається перехід електрона від натрію до хлору і утворення двох іонів. Які з'єднуються між собою з утворенням речовини. Що таке іон? Іон - це заряджена частинка, в якій кількість протонів не дорівнює кількості електронів.

Відмінності від ковалентного типу

Іонна зв'язок за рахунок своєї специфічності не має спрямованості. Це пов'язано з тим, що електричне поле іона являє собою сферу, при тому воно убуває або зростає в одному напрямку рівномірно, підкоряючись одному і тому ж закону.

На відміну від ковалентного, яка утворюється за рахунок перекривання електронних хмар.

Друга відмінність полягає в тому, що ковалентний зв'язок насичена. Що це означає? Кількість електронних хмар, які можуть брати участь в взаємодії обмежено.

А в іонної за рахунок того, що електричне поле має сферичну форму, воно може з'єднуватися з необмеженою кількістю іонів. А значить, можна говорити про те, що вона не насичена.

Також вона може характеризуватися ще декількома властивостями:

1. Енергія зв'язку - це кількісна характеристика, І вона залежить від кількості енергії, який необхідно витратити на її розрив. Вона залежить від двох критеріїв - довжини зв'язку і заряду іонів, Що беруть участь в її освіті. Зв'язок тим міцніше, чим коротше її довжина і більше заряди іонів, що її формують.
2. Довжина - цей критерій вже згадувався в попередньому пункті. Він залежить виключно від радіуса частинок, що беруть участь в утворенні сполуки. Радіус атомів у такій редакції: зменшується по періоду при збільшенні порядкового номера і збільшується в групі.

Речовини з іонним зв'язком

Вона характерна для значної кількості хімічних сполук. Це велика частина всіх солей, в тому числі і всім відома кухонна сіль. Вона зустрічається у всіх з'єднаннях, де є безпосередній контакт між металом і неметаллом. Ось деякі приклади речовин з іонним зв'язком:

• хлориди натрію і калію,
• фторид цезію,
• оксид магнію.

Також вона може проявлятися і в складних з'єднаннях.

Наприклад, сульфат магнію.

Перед вами формула речовини з іонним і ковалентним зв'язком:

Між іонами кисню і магнію буде утворюватися іонна зв'язок, а ось сірка і з'єднані між собою вже за допомогою ковалентного полярної.

З чого можна зробити висновок, що іонна зв'язок характерна для складних хімічних сполук.

Що таке іонна зв'язок в хімії

Види хімічного зв'язку - іонна, ковалентний, металева

висновок

Властивості безпосередньо залежать від пристрою кристалічної решітки. Тому всі з'єднання з іонним зв'язком добре розчинні у воді і інших полярних розчинниках, проводять і є діелектриками. При цьому досить тугоплавкі і тендітні. Властивості цих речовин досить часто застосовуються в пристрої електричних приладів.

Перша з них - освіту іонної зв'язку. (Друга - утворення, про неї мова піде нижче). При утворенні іонного зв'язку атом металу втрачає електрони, а атом неметалла набуває. Для прикладу розглянемо електронна будова атомів натрію і хлору:

Na 1s 2 2s 2 2 p 6 3 s 1 - один електрон на зовнішньому рівні

Cl 1s 2 2s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 5 - сім електронів на зовнішньому рівні

Якщо атом натрію передасть свій єдиний Зs-електрон атома хлору, правило октету буде виконано для обох атомів. У атома хлору виявиться вісім електронів на зовнішньому третьому шарі, а у атома натрію - теж вісім електронів на другому шарі, який тепер став зовнішнім:

Na + 1s 2 2s 2 2 p 6

Cl - 1s 2 2s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 - вісім електронів на зовнішньому рівні

При цьому ядро \u200b\u200bатома натрію як і раніше містить 11 протонів, але загальне число електронів зменшилася до 10. Це означає, що число позитивно заряджених частинок на одну перевищує число негативно заряджених, тому загальний заряд "атома" натрію дорівнює +1.
"Атом" хлору тепер містить 17 протонів і 18 електронів і його заряд дорівнює -1.
Заряджені атоми, що утворилися в результаті втрати або придбання одне або декількох електронів, називаються іонами. Позитивно заряджені іони отримали назву катіонів, А негативно заряджені називаються анионами.
Катіони і аніони, маючи протилежні заряди, притягуються один до одного електростатичними силами. Це тяжіння протилежно заряджених іонів і називається іонним зв'язком . Вона виникає в з'єднаннях, утворених металом і одним або більше неметаллами. Перелічені нижче сполуки задовольняють цьому критерію і мають іонну природу: MgCl 2, Fel 2, CuF, Na 2 0, Na 2 S0 4, Zn (C 2 H 3 0 2) 2.

Є й інший спосіб зображення іонних з'єднань:

У цих формулах точками показують тільки електрони, що знаходяться на зовнішніх оболонках ( валентні електрони ). Такі формули називають формулами Льюїса в честь американського хіміка Г. Н. Льюїса, одного з основоположників (поряд з Л. Полингом) теорії хімічного зв'язку.

Перенесення електронів від атома металу до атома неметалла і утворення іонів можливими завдяки тому, що неметали мають високу електронегативність, а метали - низьку.

Через сильний тяжіння іонів один до одного іонні з'єднання в більшості своїй тверді і мають досить високу температуру плавлення.

Іонна зв'язок утворюється при перенесенні електронів від атома металу до атома неметалла. Утворилися при цьому іони притягуються один до одного електростатичними силами.