1598085291-e9a6c4eef7863c3d04894ea4da133f9d (Все лекции (2014)), страница 3

Направленность ковалентной связи означает, что АО пространственноориентированы около ядра атома.Перекрывание АОпроисходит поопределенным направлениям, откуда вытекает пространственная структурамолекул.Количественнонаправленностьхарактеризуетсязначениемвалентных углов.Валентный угол - это угол между воображаемыми прямыми, проходящимичерез ядра химически связанных атомов3 . П о л я р н о с т ь с в я з и о з н а ч а е т , ч т о общая связывающая параэлектронов смещается в сторону атома с большей ЭО, образуется дипольныймомент связи.ВАЛЕНТНОСТЬСпособность атома присоединять или замещать определенноечисло других атомов с образованием химических связейВалентность по обменному механизму равначислу внешних неспаренныхэлектронов в атоме.

Различают валентность в основном (В) и возбужденном(В*) состоянии атома.Возбужденное состояние реализуется при распаривании пары электронов ипереходе одного из них (или нескольких электронов, равных числуразъединенных пар) на свободную орбиталь другого подуровня того жеэнергетического уровня.ПРИМЕРЫ.Валентность Мg - в основном состоянии В = 0,в возбужденном состоянии В*= 2(!) Кислород и фтор – возбужденного состояния не имеютХлор Cl (аналог фтора) – в основном состоянии имеет валентность 1, ввозбужденном - 3, 5, 7 вследствие наличия свободных d-орбиталей на третьемэнергетическом уровне:3s3p3s3p3dB=1B=3B=5B=7Валентность кобальта Cо в основном состоянии:Валентность Cо в возбужденном состоянии:ВЫВОД:Для большинства d-элементов валентность в основном состоянии равна 0, т.к.на внешнем уровне нет неспаренных электронов.При переходе в возбужденное состояние s-электроны распариваются,валентность возрастает.

При этом кроме внешних валентными становятсянеспаренные d-электроны предвнешнего подуровня.Типы химической связи-связь – связь, образуемая по линии, соединяющие центры атомов;-связь – связь, при которой перекрывание облаков происходит над и подвоображаемой линией, соединяющей центры атомов;δ-связь – связь, образуемая при наложении друг на друга и перекрывании dоблаков в 4-х областях.Между двумя атомами возможна только одна σ-связь.

Все σ-связи обладаютосевой симметрией относительно межъядерной оси.Совокупность направленных, строго ориентированных в пространстве σ-связейсоздает структуру химической частицы.Перекрывание АО при образовании -связей меньше → Еπсв < ЕσсвПерекрывание АО разных типов при образовании -связейОбразование тройной связи в молекуле азота N2: одна сигма- и две пи-связи.Кратность связи равна трем.Направления перекрывания атомных орбиталейпри образовании -связейЕсли связывающая электронная пара равномерно распределена между ядрамивзаимодействующих атомов, то связь неполярная ковалентная.Такая связь образована атомами с одинаковым значением ЭО (ЭО = 0): N2, Н2,О2 и т.дП о л я р н а я с в я з ь - с вязь, образованная атомами с различным значениемЭО; п р и э т о м связывающая электронная пара смещена к атому с большимзначением ЭО.ПРИМЕРМолекула НI1s-АО атома H перекрываются снеспаренному электрону:5p-АО атома иода, имеющими по одномуH 1s1I 5s25p5HIВ молекуле НI : механизм образования связи – обменный; тип связи - -связь; кратность связи – 1; структура молекулы – линейная; связь – полярная, так как образована атомами с разной ЭО:ЭО(I) = 2,5, ЭО(H) = 2,1  связывающая электронная пара смещена всторону I, возникает эффективный отрицательный заряд (δ-) у атома I,эффективный положительный заряд (δ+) у атома НД л и н а диполя (lД) равна расстоянию между центрами тяжести эффективныхзарядов (δ-и δ+).Количественной мерой полярности связи служитэ л е к т р и ч е с к и й м о м е н т д и п о л я с в я з и св, равный произведениюэффективного заряда δq на длину диполя lд связи:св = δqlд.

(Клм) св - векторная величина, направленная от положительного полюса котрицательному.молекулаН – СlН – BrH IЭО0,900,740,40Дипольные моменты св некоторых связейсв10-30,Клм1,030,780,38ВыводЧем больше ЭО, тем больше сви, следовательно, связь болееполярнаяЛекция 5Структура и полярность многоатомных молекулПлан лекции1. Примеры различных структур молекул и их характеристики.2.

Гибридизация атомных орбиталей.3. Влияние неподеленных пар на структуру и полярность.ПРИМЕРЫ:Образование молекулы Н2Sе угловая структура ( 910)ЭО(Н) = 2,1 и ЭО(Sе) = 2,4  связь полярная.! Полярность молекулы:Электрический момент диполя молекулы (м)равенвекторной суммеэлектрических моментов диполей всех связей в молекуле.Если м = св = 0  молекула неполярнаяЕсли м = св  0  молекула полярнаяПолярность молекулы зависит от ее геометрической структуры.В случае Н2Sе– структура угловая, векторная сумма имеет вид:м = св 0  молекула в целом полярная.Образование молекулы SbH3Sb…5s25p3H1s H1s H1sСтруктура молекулы – пирамидальная;связь полярная, т.к.

ЭО0;м = св  0  молекула в целом полярная.Гибридизация атомных орбиталейЕсли у одного атома в образовании химических связей участвуют разные потипу АО (s-, p-, d- или f-АО), то химические связи образуются с участием не«чистых», а «смешанных», или гибридных орбиталей.Таким образом, гибридизация – это смешение АО разного типа у одногоатома с разными (но близкими) энергетическими состояниями, вследствиекоторого возникает такое же число одинаковых по форме и энергииорбиталей, симметрично расположенных в пространстве.Гибридная sр -орбиталь, возникающая при взаимодействии s и p- орбиталей уодного атомаСхема sр-гибридизацииСхема sр2-гибридизацииСхема sр3-гибридизацииОрбитали,участвующие вгибридизацииТип гибридизацииs+psps+p+psp2СтруктурамолекулылинейнаяВалентныйугол180о120оплоскийтреугольникs+p+p+p109,3оsp3тетраэдрТригональнаябипирамидаs+p+p+p + d90о; 120оsp3dОктаэдрs+p+p+p + d + dsp3d2Молекула ВеBr2Br …4s24р5Ве…2s2 2р0Ве* 2s12p1Br …4s24р5 sp-гибридизация АО Ве , 180о пространственная структура  линейная.90оBrBeBr две полярные связи  св  0, т.к.

ЭО Ве и Br равны 1,5 и 2,8 Br  Be  Br мол = св = 0  молекула в целом неполярная.Молекула ВН3В 2s12p2H 1s H 1s H 1ssp2–гибридизация АО бора В3  - связи,  120три полярные связи ЭО = (2.1-2.0)  0структура молекулы – плоская, треугольнаямол = св = 0  молекула ВН3 - неполярная.Молекула SiCl4SiCl3s3p3s3pCl 3sCl 3s3pCl 3s3p3p одна s-АО и три р-АО кремния  sp3-гибридизацияАО структура молекулы  тетраэдр,  109,30 связи полярные, но мол = 0 - молекула в целомнеполярная.! ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ :- если гибридные АО центрального атома взаимодействуют с АО другиходинаковых атомов, то молекула симметричная и  неполярная (СН4, ВF3).- если гибридные АО взаимодействуют с АО разных атомов (CH2Br2, ВF2Cl),то молекулы  полярные, т.

к. величины векторов электрических моментовдиполей отдельных связей не одинаковы → св  0.Особенности молекул NН3 и Н2О – влияние неподеленных пар электроновO…2s22p4H 1s1 H 1s1N…2s22p3Н 1s1 Н 1s1 H1s1Пространственная структура молекула – Н2О и б – NН3.Структура молекулы Н2О – угловая с валентным углом 104,5о молекулы NН3– пирамидальная с углом при вершине 107оСтруктуры установлены методом рентгеноструктурного анализа.Метод ВС объясняет величину углов, отличную от 90о, предполагаяsp3 – гибридизацию АО азота «N» и кислорода «О».● В гибридизации могут участвовать вакантные АО, АО с неподеленнымипарами электронов и АО с неспаренными электронами.● Неподеленные электронные пары (НП) влияют на величину валентных угловсилы отталкивания между ними больше, чем между относительнолокализованными электронными парами образующими связь.В молекуле NН3 одна НП уменьшает тетраэдрический угол (109,3о) до107о, а в молекуле Н2О две НП уменьшают его до 104,5о.ИОННАЯ СВЯЗЬЭто связь, образованная в результате электростатического взаимодействияионов, ее можно считать предельным случаем полярной ковалентной связи:анион А-, катион К+.Особенности ионной связи:не обладает насыщаемостью направленностью повышенной электронной плотностью в области связывания▼ Каждый ион окружен сферическим электрическим полем, действующим налюбой другой ион.▼ Сила взаимодействия ионов определяютсявеличиной их заряда ирасстоянием между ними по закону Кулона.▼ Ион окружает себя наибольшим числом ионов противоположного заряда вопределенном порядке, позволяющем занять минимально возможный объем сминимальной потенциальной энергией.Ионные кристаллы - это гигантские полимерные молекулы.Формулы (NаСl, СаF2, Аl2(SО4)3 ) - отражают лишь состав. Понятие валентности к ионной связи неприменимо.

Чисто ионная связьне существует: доля ионности связи максимальна составляет около 95%,например в Na+0.9Cl-0.9 ) Ионные связи - прочные. Твердые кристаллические вещества ионного типа- тугоплавкие,высокопрочные, но хрупкие, растворяются вполярныхрастворителях (например, в Н2О).МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬПредставляет собой специфический вид связи в твердых металлах.Металлические кристаллы:- в узлах расположены положительные ионы атомов металлов, имеющихнизкие величины электроотрицательности и энергии ионизации.Металлическая связь осуществляется взаимодействием большого числаобобществленных свободных (делокализованных) электронов внешнихэлектронных оболочек атомов и положительных ионов, образующихкристаллическую решетку.К металлическим кристаллам (металлам) принадлежат большинствоэлементов периодической системы.- Энергия металлической связи меньше, чем ковалентной.- Металлическая связь не обладает насыщаемостью и направленностью.- Металлы обладают характерным блеском и высокой отражательнойспособностью поверхности,высокой тепло- и электропроводностью (вследствие наличия свободныхэлектронов),пластичностью (ковкостью) при механических деформациях, обусловленнойотносительной подвижностью ионов металлов в узлах решетки.Лекция 6КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ1.2.3.4.План лекцииОбщие понятия и характеристики.Дентатность лигандов.Химическая связь в комплексах.