Химическая связь

Содержание

Слайд 2

Условия образования химической связи. 1 Виды химической связи. 2 Параметры химической

Условия образования химической связи.

1

Виды химической связи.

2

Параметры химической связи.

3

Ковалентная связь.

4

План лекции

Слайд 3

Фундаментальной основой химической связи явилась теория химического строения А. М. Бутлерова

Фундаментальной основой химической связи явилась теория химического строения А. М. Бутлерова (1861 г.),

согласно которой свойства соединений зависят от природы и числа составляющих их частиц и химического строения.
Слайд 4

Условия образования химической связи: 1 снижение общей энергии многоатомной системы по

Условия образования химической связи:

1

снижение общей энергии многоатомной системы по сравнению с

суммарной энергией изолированных частиц, из которых эта система образована:
А + В → АВ ЕАВ < (ЕА + ЕВ)
Слайд 5

Основные типы химической связи (разное распределение электронной плотности между ядрами) ковалентная ионная металлическая межмолекулярная водородная

Основные типы химической связи
(разное распределение электронной плотности между ядрами)

ковалентная

ионная

металлическая


межмолекулярная

водородная

Слайд 6

Энергия связи Есв , кДж/моль: количество энергии, выделяющееся при образовании химической

Энергия связи Есв , кДж/моль:
количество энергии, выделяющееся при образовании химической

связи

СН4 : Есв = 1640 : 4 = 410 кДж/моль
Чем больше Есв ⇒ тем устойчивее молекула

Основные параметры химической связи:

Слайд 7

Длина связи lсв , нм: межъядерное расстояние взаимодействующих атомов lсв зависит

Длина связи lсв , нм:
межъядерное расстояние взаимодействующих атомов

lсв зависит

от размеров электронных оболочек и степени их перекрывания.

Чем меньше lсв, тем больше Есв и устойчивее молекула

Слайд 8

Кратность связи: количество связей между взаимодействующими атомами Чем выше кратность связи,

Кратность связи:
количество связей между взаимодействующими атомами

Чем выше кратность связи,

тем больше Есв и устойчивее молекула
Слайд 9

Чем меньше lсв, тем больше Есв и устойчивее молекула Чем выше

Чем меньше lсв, тем больше Есв и устойчивее молекула

Чем выше кратность

связи, тем больше Есв и устойчивее молекула
Слайд 10

Слайд 11

Валентный угол: угол между воображаемыми прямыми, проходящими через ядра химически связанных

Валентный угол:

угол между воображаемыми прямыми, проходящими через ядра химически связанных атомов

Н2О: lсв(Н-О) = 0,096 нм, ∠связи Н-О-Н = 104,5°,
Есв(н-о) = 464 кДж/моль.
Слайд 12

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ: химическая связь, образованная в результате обобществления валентных электронов в

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ:

химическая связь, образованная в результате обобществления валентных электронов в области

связывания (между ядрами атомов)

Существует два квантово-механических подхода к описанию ковалентной связи: метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО ).

«Ковалентная» – совместно действующая

Слайд 13

Квантово-механический расчет взаимодействия атомов Н Из уравнения Шредингера ⇒ Есист =

Квантово-механический расчет взаимодействия атомов Н

Из уравнения Шредингера ⇒ Есист = f

(r ), где r- расстояние между ядрами атомов водорода
При сближении двух атомов Н с антипараллельными спинами действуют:
а) Fпритяжения между электронами с антипараллельными спинами и двумя протонами
б) Fотталкивания между двумя электронами и между двумя протонами
Fпритяжения > Fотталкивания ⇒ Есист уменьшается (кривая 1).
При r = lсв ⇒ Есист= min — наиболее устойчивое состояние системы ⇒ образование химической связи ⇒ Н2.
2. При сближении атомов, у которых спины электронов параллельны ⇒ Fпритяжения < Fотталкивания ⇒ Есист увеличивается (кривая 2).

Н

Н

H + H = H2

Слайд 14

Контурная карта электронной плотности в молекуле водорода

Контурная карта электронной плотности в молекуле водорода

Слайд 15

Основные положения метода ВС а) перекрывание АО с образованием связывающих электронных

Основные положения метода ВС

а) перекрывание АО с образованием связывающих электронных пар

(обобществление двух электронов);
б) взаимодействие электронов с антипараллельными спинами (по принципу Паули);
в) направление связи в сторону максимального перекрывания АО реагирующих атомов.

Механизм образования ковалентной связи

обменный

донорно-акцепторный

дативный

Слайд 16

Основные положения метода ВС а) перекрывание АО с образованием связывающих электронных

Основные положения метода ВС

а) перекрывание АО с образованием связывающих электронных пар

(обобществление двух электронов);
б) взаимодействие электронов с антипараллельными спинами (по принципу Паули);
в) направление связи в сторону максимального перекрывания АО реагирующих атомов.

Механизм образования ковалентной связи

обменный

донорно-акцепторный

дативный

Слайд 17

Обменный механизм каждый из двух связываемых атомов выделяет для обобществленной пары

Обменный механизм

каждый из двух связываемых атомов выделяет для обобществленной пары по

одному неспаренному электрону.

Донорно-акцепторный механизм

из двух связываемых атомов один (донор) выделяет неподеленную пару электронов, а другой (акцептор) — свободную орбиталь

Схема образования иона аммония NН4+:
NН3 + Н+ → NН4+

Слайд 18

Есв(Сl2) = 243 кДж/моль , чем Есв(F2) = 159 кДж/моль, несмотря

Есв(Сl2) = 243 кДж/моль , чем Есв(F2) = 159 кДж/моль,
несмотря на

то, что lсв (Сl2) > lсв(F2)

Дативный механизм

– АО одного атома могут выступать одновременно в роли и донора и акцептора неподеленных пар электронов.

молекула Cl2

3d

3d

3s

3s

3p

3p

Cl(ll)

Cl(l)

Слайд 19

СВОЙСТВА КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ

СВОЙСТВА КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ

Слайд 20

Молекула NaI Механизм образования связи — обменный. Валентный угол — 180°. Структура молекулы — линейная .

Молекула NaI

Механизм образования связи — обменный.
Валентный угол — 180°.


Структура молекулы — линейная .
Слайд 21

σ - связь — связь, образованная перекрыванием АО вдоль линии, соединяющей

σ - связь — связь, образованная перекрыванием АО вдоль линии, соединяющей

ядра взаимодействующих атомов

Между двумя атомами возможна только одна σ-связь.
Все σ-связи обладают осевой симметрией относительно межъядерной оси.
Совокупность σ-связей определяет структуру частицы.

Слайд 22

Молекула оксида углерода (II) СО Механизмы: две связи по обменному механизму,

Молекула оксида углерода (II) СО

Механизмы: две связи по обменному механизму,
одна

связь по донорно-акцепторному: ‘O’-донор,‘C’-акцептор.

σ-связь — одна
π-связи — две
кратность связи = 3
структура молекулы — линейная.

Слайд 23

π-связь — связь, образованная перекрыванием АО перпендикулярных линии связывающей ядра взаимодействующих атомов

π-связь — связь, образованная перекрыванием АО перпендикулярных линии связывающей ядра взаимодействующих

атомов
Слайд 24

σ- и π-связи в молекуле этилена

σ- и π-связи в молекуле этилена

Слайд 25

Перекрывание АО при образовании π-связей меньше, чем при σ-связях, поэтому Е

Перекрывание АО при образовании π-связей меньше, чем при σ-связях, поэтому Е

π-связей < Е σ -связей.
На пространственную структуру всей молекулы π-связи практически не влияют.

Молекула Н2S

S 3s2 3p4

H 1s1

H 1s1

валентный угол — 92°, структура — угловая.

Слайд 26

3.Полярность ковалентной связи Полярная связь Неполярная связь Молекула НСl : ЭО(Cl)

3.Полярность ковалентной связи

Полярная связь

Неполярная связь

Молекула НСl : ЭО(Cl) = 3,0; ЭО(Н)

= 2,1 ⇒ H+qCl−q
(-q) — эффективный отрицательный заряд атома Cl
(+q) — эффективный положительный заряд атома Н
Возникает электрический диполь
Слайд 27

Количественная мера полярности связи — электрический момент диполя связи μсв —

Количественная мера полярности связи — электрический момент диполя связи μсв —

произведение эффективного заряда q на длину диполя lД связи:
μсв = q⋅lд. (Кл⋅м)

q — эффективный заряд атома
lД — длина диполя — расстояние между центрами тяжести эффективных зарядов (+q и –q)

Слайд 28

вывод Чем больше ΔЭО, тем больше μсв ⇨ связь более полярная

вывод

Чем больше ΔЭО, тем больше μсв ⇨ связь более полярная

Слайд 29

Н2, О2

Н2, О2

Слайд 30

ПОЛЯРНОСТЬ МОЛЕКУЛЫ μм — электрический момент диполя молекулы равен векторной сумме

ПОЛЯРНОСТЬ МОЛЕКУЛЫ
μм — электрический момент диполя молекулы равен векторной сумме

электрических моментов диполей всех связей и несвязывающих электронных пар в молекуле
μм = Σμсв + Σμ ↑↓

Если μм = 0 ⇒ молекула неполярная
Если μм ≠ 0 ⇒ молекула полярная

Полярность молекулы зависит от ее геометрической структуры.

Слайд 31

Молекула Н2S угловая структура (∠92° ) ЭО(Н) = 2,1 и ЭО(S)

Молекула Н2S
угловая структура (∠92° )
ЭО(Н) = 2,1 и ЭО(S)

= 2,5 ⇒ связь полярная
Две сигма - связи

μм = Σμсв ≠ 0 ⇒ молекула в целом полярная

Слайд 32

Теория гибридизации валентных орбиталей Если у атома в образовании σ -

Теория гибридизации валентных орбиталей

Если у атома в образовании σ -

связей участвуют разные по типу АО (s-, p-, d- или f-АО), то химические связи формируются электронами не «чистых», а «смешанных», или гибридных орбиталей.

Гибридизация:

смешение АО с разными (но близкими) энергетическими состояниями, вследствие которого возникает такое же число одинаковых по форме и энергии орбиталей, симметрично расположенных в пространстве.




Гибридные АО в пространстве максимально удалены друг от друга ⇒ энергия межэлектронного отталкивания минимальна.

Слайд 33

прочность связей возрастает частица получает оптимальную устойчивость Перекрывание гибридных АО по

прочность связей возрастает

частица получает оптимальную устойчивость

Перекрывание гибридных АО по σ-связи сильнее,

чем негибридных

Гибридная sp-орбиталь:




Тип гибридизации определяет структуру молекул

Слайд 34

Гибридизации s и 3-х p валентных орбиталей


Гибридизации s и 3-х p валентных орбиталей

Слайд 35

Типы гибридизации АО s-p AO sp- гибридизация АО конфигурация АО -линейная,


Типы гибридизации АО

s-p AO sp- гибридизация АО
конфигурация АО

-линейная, ∠1800


s-p-p-АО sp2- гибридизация АО
конфигурация АО- плоский треугольник, ∠1200


s-p-p-p-АО sp3- гибридизация АО
конфигурация АО- тетраэдрическая, ∠109,30

Слайд 36

Слайд 37

Молекула ВеСl2 Сl …3s23р5 Ве…2s2 2р0 sp-гибридизация АО Ве, СП –

Молекула ВеСl2

Сl …3s23р5

Ве…2s2 2р0

sp-гибридизация АО Ве, СП – 2, ∠180° пространственная

структура (см.табл. стр16) ⇒ линейная

Ве* 2s1 2р1

Сl …3s23р5

Cl Be Cl

σ - связи, ЭО(Ве) = 1,5; ЭО(Cl) = 3,0 ⇒ μсв ≠ 0 связи полярные
Cl ← Be → Cl
μмол = Σμсв = 0 ⇒ молекула в целом неполярная.

Слайд 38

Молекула ВН3 sp2-гибридизация АО , СП - 3 структура молекулы (см

Молекула ВН3

sp2-гибридизация АО , СП - 3
структура молекулы (см табл.)

–
плоский треугольник

H

B

H

H

3σ-связи, ΔЭО = (2.1 – 2.0) ≠ 0, μсв ≠ 0 - связи полярные, ∠120°,
μмол = Σμсв = 0 ⇒ молекула ВН3 – неполярная

Слайд 39

Молекула SnCl4 5р 5s Sn* Cl Cl Cl Cl 3s 3р

Молекула SnCl4

5р

5s

Sn*

Cl

Cl

Cl

Cl

3s

3р

3р

3р

3р

3s

3s

3s

одна s-АО и три р-АО ⇒ sp3-гибридизация АО Пространственная структура

молекулы ⇒ тетраэдр

∠109,3° , ΔЭО = 3 – 1,8 ≠ 0 - 4σ –полярные связи
μм = Σμсв= 0 – молекула в целом неполярная.

Слайд 40

Часто реальные углы связи отличаются от углов, соответствующих типу гибридизации. Хорошо

Часто реальные углы связи отличаются от углов, соответствующих типу гибридизации. Хорошо

объясняется теорией Р. Гиллеспи, учитывающая взаимодействие связывающих и несвязывающих (неподеленных) пар электронов.
Причины отклонений:
влияние неподеленной пары электронов (орбитали с неподеленными парами электронов так же участвуют в гибридизации и называются
несвязывающими орбиталями- НП)).
2. влияние взаимного отталкивания электронных пар (связывающая пара (СП) электронов локализована между двумя ядрами и занимает меньшее пространство, чем несвязывающая пара (НП) электронов, ⇒ отталкивающее действие НП сильнее, чем СП).
По степени взаимного отталкивания электронные пары располагаются согласно ряду: (НП-НП) > (НП-СП) > (СП-СП) и следовательно угол между соответствующими АО изменяется в том же ряду.
3. влияние электроотрицательности центрального атома (чем более электроотрицателен центральный атом, тем сильнее к нему смещение СП, т.е. СП занимает больше пространства в его валентной оболочке и тем больше сила отталкивания между связывающими парами, следовательно, угол больше).
Пример: SCl2 угол связи Cl-S-Cl – 107,30,
SeCl2 угол связи Cl-Se-Cl – 102,00, т. к. ЭО(S)=2,5, ЭО(Sе)=2,4
Слайд 41

4. Влияние электроотрицательности лиганда (чем более электроотрицателен лиганд (атом – партнер

4. Влияние электроотрицательности лиганда (чем более электроотрицателен лиганд (атом – партнер

центрального атома), тем сильнее смещение СП к лиганду, т. е. СП занимает меньше пространства в валентной оболочке центрального атома и тем меньше сила отталкивания между связывающими парами, угол меньше).
Пример: NН3 угол связи H-N-H – 107,30
NF3 угол связи F-H-F – 102,00, т.к. ЭО(Н)=2,1, ЭО(F)=4,0
5. Влияние кратности связи (электронное облако кратной связи занимает большее пространство, чем одинарной, и поэтому сила отталкивания больше, угол больше).
Пример: COF2
Слайд 42

Молекула NН3 sp3 -гибридизация АО азота: СП-3, НП-1, структура – тригональная

Молекула NН3

sp3 -гибридизация АО азота:
СП-3, НП-1,
структура

– тригональная пирамида (незавершенный тетраэдр).

В молекуле NН3 :
3σ связи – полярные (ΔЭО = 3.0-2.1 ≠ 0),

Слайд 43

Молекула Н2О O…2s22р4 В молекуле : 2σ связи – полярные (ΔЭО

Молекула Н2О

O…2s22р4

В молекуле :
2σ связи – полярные (ΔЭО =

3.5-2.1 ≠ 0),

sp3 -гибридизация АО кислорода: СП-2, НП-2
структура – угловая (незавершенный тетраэдр).

Слайд 44

sp3 – гибридизация: СП-3, НП-1 Структура – тригональная пирамида т. к.

sp3 – гибридизация: СП-3, НП-1
Структура – тригональная пирамида
т. к. ΔЭО ≠

0 ⇒ связь полярная
μм = Σμсв + Σμ↓  ≠ 0. ⇒ молекула в целом полярная

Молекула SbН3

Слайд 45

Геометрическая форма частиц АВn по теории гибридизации

Геометрическая форма частиц АВn по теории гибридизации

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Слайд 49

Молекула ICl3 I 5s25р5 гибридизация - sp3d: CП – 2, НП

Молекула ICl3

I 5s25р5

гибридизация - sp3d:

CП – 2, НП –

2

Структура – Т-образная

α

α

I

Cl

Cl

Cl

Cl

3s23p5

I*

ΔЭО = 3 – 2,5 ≠ 0 – 3σ –полярные связи
μм = Σμсв + Σμ↓  ≠ 0. ⇒ молекула в целом полярная

- Предыдущая
Особенности формулировок тем итогового сочинения. Сочинение 2016-2017
Следующая -
Итоговое сочинение в 11 классе 2014 – 2015

Похожие презентации

Біохімія білків
Disinfection without Chlorine and Chemistry
Общие схемы синтеза гетероциклов
Развитие биохимии и биофизики
Минералы и их свойства
Реакции окисления-восстановления в химическом анализе. (Лекция 8.3)
Хлор
Химические свойства и получение алканов
Кристаллы. Кристаллические вещества
Ароматические углеводороды. (Лекция 7)
Гранулирование. Виды грануляции
Сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном. Склад, фізичні властивості, добування в лабораторії аміаку і хлороводню. Взаємод
Коллоидная химия. Поверхностные явления
Липидтер. Стероидтар. Терпеноидтар. Қорытынды. Пайдаланылған әдебиеттер
Аналитическая химия. Количественный анализ (ч.1. титриметрия)
Виды химической связи (8 класс)
Правила ориентации в монозамещённых и дизамещённых ароматических углеводородах
Алкены.10 класс
Галлий
Кондуктометрия. Приборы кондуктометрии. Достоинства метода. Классификация
Презентация "Гидролиз солей"
Древняя античная химия
«Способы очищения питьевой воды, основанные на физических принципах»
Етиловий спирт та його вплив на організм людини
Атом жайлы ақиқат
Химия в профессиях
Азотсодержащие органические соединения
Начальные стадии растворения смектита при кислотной обработке
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть