-->
|
|
|
Õèìèÿ 8 êëàññ ñ ÃÄÇ. Ãàáðèåëÿí ÃÄÇ 8 êëàññ§ 11. Âçàèìîäåéñòâèå àòîìîâ ýëåìåíòîâ-íåìåòàëëîâ ìåæäó ñîáîéÌû óæå ðàññìîòðåëè, êàê âçàèìîäåéñòâóþò àòîìû ýëåìåíòîâ-ìåòàëëîâ ñ àòîìàìè ýëåìåíòîâ-íåìåòàëëîâ: îäíè îòäàþò ñâîè âíåøíèå ýëåêòðîíû è ïðåâðàùàþòñÿ ïðè ýòîì â ïîëîæèòåëüíûå èîíû, äðóãèå ïðèíèìàþò ýëåêòðîíû è ïðåâðàùàþòñÿ ïðè ýòîì â îòðèöàòåëüíûå èîíû. Èîíû ïðèòÿãèâàþòñÿ äðóã ê äðóãó, îáðàçóÿ èîííûå ñîåäèíåíèÿ. À êàê îñóùåñòâëÿåòñÿ ñâÿçü ìåæäó àòîìàìè ýëåìåíòîâ-íåìåòàëëîâ, êîòîðûå èìåþò ñõîäíóþ òåíäåíöèþ ê ïðèñîåäèíåíèþ ýëåêòðîíîâ? Ðàññìîòðèì âíà÷àëå, êàê îñóùåñòâëÿåòñÿ ñâÿçü ìåæäó àòîìàìè îäíîãî è òîãî æå õèìè÷åñêîãî ýëåìåíòà, íàïðèìåð â âåùåñòâàõ, èìåþùèõ äâóõàòîìíûå ìîëåêóëû: àçîòà N2, âîäîðîäà Í2, õëîðà Ñ12. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî äëÿ îòðàæåíèÿ ñîñòàâà ýòèõ âåùåñòâ ñ ïîìîùüþ õèìè÷åñêèõ çíàêîâ òàêæå èñïîëüçóþò èíäåêñû. Äâà îäèíàêîâûõ àòîìà ýëåìåíòà-íåìåòàëëà ìîãóò îáúåäèíÿòüñÿ â ìîëåêóëó òîëüêî îäíèì ñïîñîáîì: îáîáùåñòâèâ ñâîè âíåøíèå ýëåêòðîíû, ò. å. ñäåëàâ èõ îáùèìè äëÿ îáîèõ àòîìîâ. Ðàññìîòðèì, íàïðèìåð, îáðàçîâàíèå ìîëåêóëû ôòîðà F2. Àòîìû ôòîðà — ýëåìåíòà ãëàâíîé ïîäãðóïïû VII ãðóïïû (VILA ãðóïïû) Ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ Ä. È. Ìåíäåëååâà — èìåþò íà âíåøíåì ýíåðãåòè÷åñêîì óðîâíå ñåìü ýëåêòðîíîâ, è êàæäîìó àòîìó íå õâàòàåò äî åãî çàâåðøåíèÿ ëèøü îäíîãî ýëåêòðîíà. Âíåøíèå ýëåêòðîíû àòîìà ôòîðà îáðàçóþò òðè ýëåêòðîííûå ïàðû è îäèí íåïàðíûé ýëåêòðîí:
Åñëè ñáëèæàþòñÿ äâà àòîìà è ó êàæäîãî èç íèõ åñòü ïî îäíîìó âíåøíåìó íåñïàðåííîìó ýëåêòðîíó, òî ýòè ýëåêòðîíû «îáúåäèíÿþòñÿ» è ñòàíîâÿòñÿ îáùèìè äëÿ îáîèõ àòîìîâ, ó êîòîðûõ òåì ñàìûì ñôîðìèðóåòñÿ çàâåðø¸ííûé âíåøíèé âîñüìèýëåêòðîííûé óðîâåíü.
Îáðàçîâàíèå ìîëåêóëû ôòîðà èçîáðàæåíî íà ñõåìå:
Åñëè îáîçíà÷èòü îáùóþ ýëåêòðîííóþ ïàðó ÷¸ðòî÷êîé, òî çàïèñü íàçûâàþò ñòðóêòóðíîé ôîðìóëîé, íàïðèìåð ñòðóêòóðíàÿ ôîðìóëà ìîëåêóëû ôòîðà
Àíàëîãè÷íî ìîëåêóëå ôòîðà îáðàçóåòñÿ è äâóõàòîìíàÿ ìîëåêóëà âîäîðîäà Í2:
Ñëåäóåò ó÷åñòü, ÷òî çàâåðø¸ííûì äëÿ àòîìà âîäîðîäà áóäåò äâóõýëåêòðîííûé óðîâåíü, ïîäîáíûé çàâåðø¸ííîìó óðîâíþ àòîìà ãåëèÿ. Ñòðóêòóðíàÿ ôîðìóëà ìîëåêóëû âîäîðîäà
Óòî÷íèì íàøè ïðåäñòàâëåíèÿ î êîâàëåíòíîé ñâÿçè íà ïðèìåðå îáðàçîâàíèÿ ìîëåêóëû âîäîðîäà, èñïîëüçóÿ ïîíÿòèå ýëåêòðîííîãî îáëàêà (ñì. § 9). Ïðè ñáëèæåíèè äâóõ àòîìîâ âîäîðîäà, èìåþùèõ ïî îäíîìó s-ýëåêòðîííîìó îáëàêó ñôåðè÷åñêîé ôîðìû, ïðîèñõîäèò ïåðåêðûâàíèå ýëåêòðîííûõ îáëàêîâ. Ïðè ýòîì âîçíèêàåò îáëàñòü (ìåñòî), ãäå ïëîòíîñòü îòðèöàòåëüíîãî çàðÿäà íàèáîëåå âûñîêà è ïîýòîìó îáëàäàåò ïîâûøåííûì îòðèöàòåëüíûì çàðÿäîì. Ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûå ÿäðà ïðèòÿãèâàþòñÿ ê íåé (ýòî èçâåñòíî èç êóðñà ôèçèêè), è îáðàçóåòñÿ ìîëåêóëà. Òàêèì îáðàçîì, õèìè÷åñêàÿ ñâÿçü — ðåçóëüòàò äåéñòâèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ñèë. Ïðåäñòàâèì âûøåñêàçàííîå â âèäå ñõåìû:
Íóæíî îòìåòèòü, ÷òî â îñíîâå îáðàçîâàíèÿ êîâàëåíòíîé ñâÿçè, òàê æå êàê è ïðè âîçíèêíîâåíèè èîííîé ñâÿçè, ëåæèò âçàèìîäåéñòâèå ïðîòèâîïîëîæíûõ çàðÿäîâ.  çàêëþ÷åíèå ðàññìîòðèì àëãîðèòì ðàññóæäåíèé, íåîáõîäèìûõ äëÿ òîãî, ÷òîáû çàïèñàòü ñõåìó îáðàçîâàíèÿ êîâàëåíòíîé ñâÿçè, íàïðèìåð äëÿ ìîëåêóëû àçîòà N2. 1. Àçîò — ýòî ýëåìåíò ãëàâíîé ïîäãðóïïû V ãðóïïû (VA ãðóïïû). Åãî àòîìû èìåþò ïî ïÿòü ýëåêòðîíîâ íà âíåøíåì óðîâíå. ×òîáû îïðåäåëèòü ÷èñëî íåñïàðåííûõ ýëåêòðîíîâ, âîñïîëüçóåìñÿ ôîðìóëîé: 8 - N = ÷èñëî íåñïàðåííûõ ýëåêòðîíîâ, ãäå N — íîìåð ãðóïïû õèìè÷åñêîãî ýëåìåíòà. Ñëåäîâàòåëüíî, àòîìû àçîòà áóäóò èìåòü (8 - 5 = 3) òðè íåñïàðåííûõ ýëåêòðîíà. 2. Çàïèøåì çíàêè õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ ñ îáîçíà÷åíèåì âíåøíèõ ýëåêòðîíîâ òàê, ÷òîáû íåñïàðåííûå ýëåêòðîíû áûëè îáðàùåíû ê ñîñåäíåìó çíàêó:
3. Çàïèøåì ýëåêòðîííóþ è ñòðóêòóðíóþ ôîðìóëû îáðàçîâàâøåéñÿ ìîëåêóëû:
Åñëè àòîìû ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé îäíîé îáùåé ýëåêòðîííîé ïàðîé, òî òàêóþ êîâàëåíòíóþ ñâÿçü íàçûâàþò îäèíàðíîé, åñëè äâóìÿ — äâîéíîé, åñëè òðåìÿ — òðîéíîé. ×åì áîëüøå îáùèõ ýëåêòðîííûõ ïàð ó àòîìîâ â ìîëåêóëå, òåì ïðî÷íåå ñâÿçàíû îíè äðóã ñ äðóãîì è òåì ìåíüøå ðàññòîÿíèå ìåæäó ÿäðàìè àòîìîâ, êîòîðîå íàçûâàþò äëèíîé ñâÿçè.  ìîëåêóëàõ ôòîðà ñâÿçü îäèíàðíàÿ, è äëèíà ñâÿçè ìåæäó ÿäðàìè àòîìîâ ñîñòàâëÿåò 0,14 íàíîìåòðà (1 íì = 10-9 ì, èëè 0,000000001 ì).  ìîëåêóëàõ àçîòà ñâÿçü òðîéíàÿ, è äëèíà å¸ ñîñòàâëÿåò 0,11 íì. ×òîáû ðàçäåëèòü ìîëåêóëó àçîòà íà îòäåëüíûå àòîìû, íåîáõîäèìî çàòðàòèòü ïðèìåðíî â ñåìü ðàç áîëüøå ýíåðãèè, ÷åì äëÿ ðàçðûâà îäèíàðíûõ ñâÿçåé â ìîëåêóëå ôòîðà.
1. Îáðàòèòåñü ê ýëåêòðîííîìó ïðèëîæåíèþ. Èçó÷èòå ìàòåðèàë óðîêà è âûïîëíèòå ïðåäëîæåííûå çàäàíèÿ. 2. Íàéäèòå â Èíòåðíåòå ýëåêòðîííûå àäðåñà, êîòîðûå ìîãóò ñëóæèòü äîïîëíèòåëüíûìè èñòî÷íèêàìè, ðàñêðûâàþùèìè ñîäåðæàíèå êëþ÷åâûõ ñëîâ è ñëîâîñî÷åòàíèé ïàðàãðàôà. Ïðåäëîæèòå ó÷èòåëþ ñâîþ ïîìîùü â ïîäãîòîâêå íîâîãî óðîêà — ñäåëàéòå ñîîáùåíèå ïî êëþ÷åâûì ñëîâàì è ñëîâîñî÷åòàíèÿì ñëåäóþùåãî ïàðàãðàôà.
1. Âñå ýëåìåíòû ãëàâíîé ïîäãðóïïû VII ãðóïïû (VIIA ãðóïïû) Ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû Ä. È. Ìåíäåëååâà (ïîäãðóïïû ôòîðà) îáðàçóþò ïðîñòûå âåùåñòâà, ñîñòîÿùèå èç äâóõàòîìíûõ ìîëåêóë. Çàïèøèòå ýëåêòðîííóþ ñõåìó îáðàçîâàíèÿ è ñòðóêòóðíóþ ôîðìóëó òàêèõ ìîëåêóë, ïîëüçóÿñü îáùèì õèìè÷åñêèì çíàêîì äëÿ âñåé ïîäãðóïïû à (ãàëîãåí). 2. Çàïèøèòå ñõåìû îáðàçîâàíèÿ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé äëÿ âåùåñòâ, ñîñòàâ êîòîðûõ îòîáðàæàþò ôîðìóëàìè ÊÑl è Ñ12. 3. Ñêîëüêî íåñïàðåííûõ ýëåêòðîíîâ èìåþò àòîìû ñåðû? Êàêàÿ ñâÿçü áóäåò â ìîëåêóëàõ S2? Çàïèøèòå ñõåìó îáðàçîâàíèÿ õèìè÷åñêîé ñâÿçè â ìîëåêóëàõ S2. 4. Ðàñïîëîæèòå â ïîðÿäêå óâåëè÷åíèÿ ïðî÷íîñòè õèìè÷åñêîé ñâÿçè âåùåñòâà ñ ôîðìóëàìè S2, Cl2, N2 è îáîñíóéòå ïðàâèëüíîñòü ñâîåãî ðåøåíèÿ. Êàê áóäåò èçìåíÿòüñÿ äëèíà ñâÿçè â ìîëåêóëàõ ñîñòàâëåííîãî âàìè ðÿäà? 5. Ðàçäåëèòå âåùåñòâà íà äâå ãðóïïû ïî òèïó õèìè÷åñêîé ñâÿçè: N2, Li20, ÊÑl, 02, CaF2, Í2.
|
|
|