Krististudio.ru

Онлайн образование
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение химической связи онлайн

Калькулятор полярности химических связей

Химические связи — это силы, которые удерживают атомы в молекуле и кристалле. В зависимости от электроотрицательности химические связи бывают разные, и эти различия влияют на свойства веществ.

Химические связи

Из базового курса химии известно, что все вещества во Вселенной состоят из атомов и молекул. Возникает вопрос: что заставляет атомы держаться вместе, а не хаотично разлетаться в пространстве? Все дело в химических соединениях, которые удерживают частицы в определенных состояниях. Представьте себе два надувных шарика, которые свободно парят по воздуху. Эти шарики никак не реагируют друг на друга, и даже если случайно столкнутся, то разойдутся в разные стороны. Но если шарикам придать полярные электрические заряды, то они начнут притягиваться.

Электрическое взаимодействие — одна из фундаментальных сил, которая удерживает частицы друг с другом. Опыт с шариками легко провести в реальности, так как для придания электрического заряда достаточно потереть шарики о шерстяные вещи или волосы. Но каким образом нейтральные атомы получают заряд в природе?

Ионная связь

Все атомы, исключая инертные газы, стремятся получить или отдать электроны для формирования устойчивой 8-электронной оболочки. При «перетекании» заряженных частиц от одного атома к другому возникают устойчивые электронные конфигурации, а заряды притягиваются друг к другу, формируя ионную связь. Рассмотрим механизм связывания ионов на простом примере.

Натрий — активный метал, атом которого имеет электронную конфигурацию 2-8-1. Сера — активный неметалл, у которого электроны располагаются по схеме 2-8-6. Видно, что у атомов натрия и серы последние электронные орбиты неустойчивы, так как количество электронов на них не равно 8. Когда натрий и сера «встречаются», они образуют новое вещество — сульфид натрия:

В этой реакции натрий отдает электроны, а сера присоединяет по следующей схеме:

В результате перехода электронов от натрия к сере, натрий теряет электрон с последней орбиты, образуя 8-электронную оболочку на второй. Сера, наоборот, притягивает к себе 2 электрона, дополняя третью орбиту до полного 8-электронного комплекта. В итоге атомы сульфида натрия становятся стабильными, а само соединение — устойчивым.

В отличие от всех остальных атомов, благородные одноатомные газы исходно имеют 8-электронные устойчивые уровни, в результате чего и характеризуются высокой инертностью. Например, чтобы заставить гелий или неон вступить в химическую реакцию, потребуется искусственным образом ионизировать каждый атом. Все остальные элементы «охотно» вступают в реакции, дабы стабилизировать электронные орбиты.

Ковалентная связь

Помимо ионной связи, существует ковалентная связь, которая возникает при формировании общих электронных пар. Сами же электронные пары образуются при наложении электронных облаков двух атомов. Рассмотрим принцип образования ковалентной связи.

Представим два атома азота, которые приблизились на достаточное расстояние так, что их электронные облака перекрывают друг друга. Нуклиды имеют положительный заряд, в то время, как электронное облако образовало достаточно мощный отрицательный заряд, что и обеспечивает притяжение ядератомов. В этом электронном облаке образовались общие пары заряженных частиц и возникла ковалентная связь. Каким образом?

Известно, что атом азота имеет электронную конфигурацию 2-5, а это значит, что ему не хватает 3 электронов для создания устойчивой 8-электронной внешней оболочки. При пересечении электронных облаков, атомы азота «подготавливают» по 3 частицы для формирования новых пар, в результате чего атомы теперь имеют общий устойчивый 8-электронный уровень. Свойство образовывать такие уровни называется валентностью, а числовая характеристика говорит о количестве электронов, которые могут быть «подготовлены» для образования пар. Таким образом, азот — это трехвалентный химический элемент.

Электроотрицательность

В предыдущем примере мы рассмотрели связь двух атомов азота. Если же два разных атома неметаллов образовали ковалентную связь, то один из них имеет «больший» электрический заряд, поэтому общие электронные пары смещаются в сторону более «сильного» ядра. Сила ядра определяется его электроотрицательностью: чем больше электроотрицательность ядра, тем лучше он образует электронные пары.

Полярные соединения формируются между частицами, разница в электоотрицательности ядер у которых находится в диапазоне от 0,4 до 2. Если разница меньше 0,4, то связь считается неполярной. Ионные соединения формируются между элементами, у которых разница в электроотрицательности больше 2. К примеру, металлы натрий, калий, литий или кальций образуют ионное соединение с активными неметаллами, в основном с галогенами, а также с молекулами некоторых солей и щелочей.

Силы Ван-дер-Ваальса

До этого мы говорили о силах, которые удерживают атомы вместе. Существуют также межмолекулярные силы, благодаря которым молекулы удерживаются друг с другом и образуют газы, жидкости и твердые тела. Эти силы носят имя Ван-дер-Ваальса — нидерландского физика, описавшего межмолекулярное взаимодействие. Молекулы вещества могут преодолевать силы Ван-дер-Ваальса, если их энергия теплового движения достигнет определенного уровня. Если молекулы вещества практически не движутся, то силы крепко удерживают их на месте, и вещество представляет собой твердое тело. При тепловой энергии, эквивалентной температуре плавления, молекулы начинают плавное движение относительно друг друга, а вещество переходит в состояние жидкости. Когда же энергия достигает точки кипения, то молекулы начинают хаотично разлетаться, а вещество становится газом. Силы Ван-дер-Ваальса одинаково действует на все молекулы вне зависимости от типа атомной связи.

Читать еще:  Курсы педикюра онлайн обучение

Наша программа позволяет выбрать два химических элемента и определить полярность связи в полученных молекулах. Калькулятор сравнивает значение электроотрицательности элементов и в случае, если разница находится в диапазоне 0,4-2,0, определяет связь как полярную. В иных ситуациях связь определяется как неполярная (меньше 0,4) или ионная (больше 2). Рассмотрим подробнее.

Примеры работы калькулятора

Программа содержит данные обо всех элементах периодической таблицы. Выберем наиболее популярные химические элементы и определим тип их связи. К примеру, хлорид натрия NaCl имеет следующие свойства:

  • Электроотрицательность Na: 0,98 eV
  • Электроотрицательность Cl: 3,16 eV
  • Тип связи: ионная (не ковалентная связь)
  • Разница электроотрицательности: 2,1800 eV

Хлороводород HCl характеризуется как:

  • Электроотрицательность H: 2,10 eV
  • Электроотрицательность Cl: 3,16 eV
  • Тип связи: полярная ковалентная связь
  • Разница электроотрицательности: 1,0600 eV

Если мы выберем водород H2, то получим:

  • Электроотрицательность H: 2,10 eV
  • Тип связи: неполярная ковалентная связь
  • Разница электроотрицательности: 0,0000 eV

Таким путем вы можете выбрать любые два элемента периодической таблицы и определить тип химической связи.

Заключение

Тип химической связи между атомами зависит от электроотрицательности ядер. Узнать данный параметр можно в специальной таблице электроотрицательности, но легче воспользоваться онлайн-калькулятором, который мгновенно выдаст не только значения, но и тип химической связи.

Химическая связь тест онлайн

Навигация (только номера заданий)

0 из 12 заданий окончено

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12

Информация

Типовые задания №3 ЕГЭ по химии. Ковалентная химическая связь, ее разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи). Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь.

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:

Результаты

Правильных ответов: 0 из 12

Вы набрали 0 из 0 баллов ( 0 )

Рубрики

  1. Нет рубрики 0%
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  1. С ответом
  2. С отметкой о просмотре

В аммиаке и хлориде бария химическая связь соответственно

  • ионная и ковалентная полярная
  • ковалентная полярная и ионная
  • ковалентная неполярная и металлическая
  • ковалентная неполярная и ионная

В аммиаке NH3 связь ковалентная полярная, т.к образована элементами неметаллами с различной электроотрицательностью, В хлориде бария BaCl2 – связь ионная, т.к образована атомом металла (барий отдает 2 электрона хлору и превращается в положительно заряженный ион – катион) и атомом неметалла (хлор принимает электрон и превращается в отрицательно заряженный ион – анион). Противоположно заряженные ионы притягиваются и образуют ионную связь.

Вещества только с ионной связью приведены в ряду:

  • F2, ССl4, КСl
  • NaBr, Na2O, KI
  • SO2, P4, CaF2
  • H2S, Br2, K2S

Ионная связь образуется между атом металла и атомом неметалла, т.е между атомами с большой разностью электроотрицательностей. При этом электроны у металла полностью переходят к неметаллу. Образуются ионы и притягиваются друг к другу как разноименно заряженные тела, образуя ионную связь. Натрий и калий – типичные металлы, а бром, кислород и йод – неметаллы.

Соединение с ионной связью образуется при взаимодействии

  • СН4 и О2
  • SO3 и Н2О
  • С2Н6 и HNO3
  • NH3 и HCI

При взаимодействии NH3 и HCI образуется соль хлорид аммония NH4CI – типичное ионной соединение. Роль положительно зараженного иона играет катион аммония — NH4 + . По своим свойствам он похож на катион одновалентного металла.

Как ионные, так и ковалентные связи участвуют в образовании

  • хлорида натрия
  • карбида кальция
  • оксида кремния
  • глюкозы

В карбиде кальция СаС2 связь между атомами углерода ковалентная неполярная, а между Са и С — ионная. Образуется катион кальция Са 2+ и анион углерода С2 2-

Укажите молекулу, в которой длина связи наименьшая.

  • F2
  • Сl2
  • HI
  • HF

Длина связи – это расстояние между ядрами взаимодействующих атомов. Длина связи зависит от суммы радиусов связанных атомов, т.е чем больше размеры атомов, тем длиннее связь, и наоборот, чем меньше размеры атомов, тем короче связь. Радиусы атомов элементов увеличиваются сверху вниз в группах и справа налево в периодах в периодической таблице.

Радиусы будут увеличиваться в ряду: H– F– Cl–Br– I. Значит, самыми маленькими радиусами обладают атомы водорода и фтора, и длина связи в молекуле HF будет наименьшей из предложенных вариантов ответа.

Читать еще:  Access онлайн бесплатно

Вещество, в котором ковалентная связь образована по донорно-акцепторному механизму

  • нитрат аммония
  • хлорвинил
  • карбид кальция
  • этиленгликоль

В катионе аммония NH4 + три связи N-H образованы по обменному механизму, а четвертая связь – по донорно акцепторному, азот – донор пары электронов (см. электронную формулу), а катион водорода, содержащий свободную орбиталь, – акцептор этих электронов.

В какой молекуле есть ковалентная неполярная связь?

  • H2O2
  • SF2
  • CaF2
  • H2O

В молекуле перекиси водорода связь между атомами кислорода является ковалентной неполярной

Ковалентная неполярная связь характерна для каждого из двух веществ:

  • водорода и хлора
  • воды и алмаза
  • меди и азота
  • брома и метана

Ковалентная неполярная связь образуется между атомами неметаллов с одинаковой электроотрицательностью, т.е это связь между атомами одного элемента, например, Н2, Cl2 и т.д.

Водородные связи образуются между молекулами

  • уксусной кислоты
  • углекислого газа
  • ацетилена
  • сероводородной кислоты

Водородная связь образуется между молекулами только в том случае, если в молекуле содержится одна из связей: H-F, H-O или H-N. т.е связь атома водорода с атомом электроотрицательного элемента (фтор, кислород, азот — самые ЭО элементы). Из предложенных вариантов только в молекуле уксусной кислоты кислород связан с водородом. Поэтому между молекулами уксусной кислоты есть дополнительное притяжение, которое называется водородной связью.

Водородная связь характерна для

  • алкенов
  • простых эфиров
  • первичных спиртов
  • аренов

Водородная связь образуется между молекулами только в том случае, если в молекуле содержится одна из связей: H-F, H-O или H-N. т.е связь атома водорода с атомом электроотрицательного элемента (фтор, кислород, азот — самые ЭО элементы). Из предложенных вариантов только в спиртах кислород связан с водородом.

Химическая связь между молекулами воды

  • ковалентная полярная
  • ковалентная неполярная
  • водородная
  • ионная

Химическая связь МЕЖДУ молекулами воды — водородная, а между атомами в молекуле — ковалентная полярная.

Образование водородной связи между молекулами приводит к:

  • уменьшению температуры кипения
  • уменьшению растворимости в воде
  • увеличению температуры кипения
  • увеличению летучести

Водородная связь обеспечивает дополнительное притяжение между молекулами, поэтому, чтобы разорвать эти связи, нужно затратить бОльшую энергию, по сравнению с веществами, где нет водородной связи. Следовательно, температура кипения увеличивается.

Химия

Ионная связь — это химическая связь, осуществляемая электростатическим притяжениям разноименно заряженных ионов, т.е. катиона и иона.

В бинарных соединениях ионная связь возникает между типичными металлами и типичными неметаллами, поскольку первые легко отдают валентные электроны, а вторые охотно их принимают, как это показано для СаF2:

В результате каждый ион приобретает устойчивую электронную оболочку соответствующего благородного газа. Ионная связь образуется в бинарных соединениях металлов: в основных и амфотерных оксидах (Na2O, Al2O3), гидридах (NaH), галогенидах (KF), халькогенидах (K2S, Na2Se), нитридах (Ca3N2), фосфидах (Mg3P2), силицидах (Ca2Si) и карбидах (Al4C3) металлов.

Ионная связь образуется в многоэлементных соединениях: солях (NH4Cl, KNO3, Na3PO4), основаниях (KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2). При этом в солях, образованных сложными катионами или сложными анионами, сочетаются два вида связи: ионная и ковалентная полярная. Например, в нитрате аммония связь между катионом NН 4 + и анионом NO 3 − ионная, а в сложных ионах NH 4 + и NO 3 − — ковалентная полярная. В основаниях связь между катионом металла и гидроксогруппой ионная, а между атомами в гидроксогруппе — ковалентная полярная. В соединениях FeS2, CaC2, BaO2 (и других пероксидах металлов — K2O2, CaO2 и т.п.) одновременно присутствует ионная и ковалентная неполярная связи: [Fe] 2+ [S −1 –S −1 ] 2− , [Ca] 2+ [C −1 ≡C −1 ] 2− , [Ba] 2+ [O −1 –O −1 ] 2− . Дисульфиды являются производными дисульфида водорода H–S–S–H (аналог H2O2), карбиды — ацетилена (H–C≡C–H), а пероксиды — производными пероксида водорода (H–O–O–H).

Следует иметь в виду, что в действительности связи на 100 % ионными никогда не бывают. Поэтому говорят о степени ионности связи, которую качественно оценивают по разности электроотрицательностей атомов; например, степень ионности KF больше, чем в KI, так как χ(F) > χ(I). Считается, что связь между атомами ионная, если для них ∆χ ≥ 2.

Подобно ковалентной связи ионная связь характеризуется длиной (0,16–0,3 нм) и энергией (порядка нескольких килоджоуль на моль), но, в отличие от ковалентной, ионная связь ненаправленная и ненасыщаемая.

Ненаправленность ионной связи объясняется тем, что силы электростатического взаимодействия (линии вектора напряженности E → ) не ориентированы, т.е. направлены во все стороны, поэтому каждый ион притягивает ионы противоположного заряда в любом направлении:

Ненасыщаемость ионной связи следует из того, что каждый заряд может притягивать любое число противоположных зарядов (очевидно, что с увеличением расстояния между зарядами сила притяжения между ними ослабевает).

Читать еще:  Как найти видео по отрывку онлайн

Атомы металлов обладают двумя особенностями, которые отсутствуют у атомов неметаллов:

  • имеют низкие значения энергий ионизации, благодаря чему легко отдают свои валентные электроны не только при взаимодействии металлов с неметаллами, но и при образовании металлических кристаллов из одних и тех же или разных атомов;
  • на валентных подуровнях содержат большое число валентных орбиталей, например, валентный электрон атома натрия может располагаться на девяти АО: 3 s (одна), 3 p (три) и 3 d (пять)

При образовании металлического кристалла валентные АО соседних атомов перекрываются и образуется общая система очень близко расположенных общих орбиталей. Валентные электроны при этом покидают свои атомы, образуются катионы металлов

а валентные электроны свободно (подобно молекулам в газах) двигаются по общим орбиталям, охватывающим весь металлический кристалл. Можно сказать, что электроны становятся общими для всех атомов.

Постоянно перемещаясь между атомами, общие электроны компенсируют взаимное отталкивание положительно заряженных ионов металлов, связывая их между собой.

Можно дать следующее определение металлической связи:

Металлическая связь — это химическая связь, образующаяся между атомами в металлическом кристалле посредством полного обобществления валентных электронов.

Схематически образование металлической связи показано ниже (рис. 5.1), где черные точки символизируют свободные электроны.

Металлическая связь, подобно ионной связи, ненаправленная и ненасыщаемая, а подобно ковалентной связи — основана на обобществлении электронов, однако степень этого обобществления гораздо выше: посредством ковалентной связи объединены два соседних атома, а посредством металлической — все атомы в кристалле металла. По этой причине металлическую и ионную связь называют коллективной .

Металлическая связь характеризуется длиной (расстоянием между катионами металла) и энергией. Длина металлической связи составляет порядка 0,2–0,5 нм, а энергия — примерно 100–1000 кДж/моль. Мерой энергии металлической связи может служить температура плавления простого вещества металла: чем выше эта температура, тем прочнее металлическая связь. Например, в простом веществе хром металлическая связь прочнее, чем в простом веществе натрий, так как температуры плавления простых веществ этих металлов соответственно равны 1980 °С и 97,9 °С. Металлическая связь возникает также в сплавах металлов (латунь, бронза, дюралюминий и др.).

Определение химической связи онлайн

Какой вид химической связи в оксиде бария?

1) ковалентная неполярная

3) ковалентная полярная

Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах между атомами одного элемента-неметалла.

Металлическая связь присуща металлам.

Ковалентная полярная связь присутствует в молекулах между атомами разных неметаллов.

Ионная — между атомами металлов и неметаллов.

А водородная присутствует между молекулами соединений, содержащих атом водорода, связанный с атомом с высокой электроотрицательностью (F, O, N).

Поэтому связь в оксиде бария ионная.

Правильный ответ указан под номером 4.

Какой вид химической связи в оксиде хлора(VII)?

1) ковалентная полярная

3) ковалентная неполярная

Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах между атомами одного элемента-неметалла.

Металлическая связь присуща металлам.

Ковалентная полярная связь присутствует в молекулах между атомами разных неметаллов.

Ионная — между атомами металлов и неметаллов.

А водородная присутствует между молекулами соединений, содержащих атом водорода, связанный с атомом с высокой электроотрицательностью (F, O, N).

Поэтому в оксиде хлора(VII) связь ковалентная полярная.

Правильный ответ указан под номером 1.

Какой вид химической связи характерен для меди?

1) ковалентная неполярная

4) ковалентная полярная

Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах между атомами одного элемента-неметалла.

Металлическая связь присуща металлам.

Ковалентная полярная связь присутствует в молекулах между атомами разных неметаллов.

Ионная — между атомами металлов и неметаллов.

А водородная присутствует между молекулами соединений, содержащих атом водорода, связанный с атомом с высокой электроотрицательностью (F, O, N).

Поэтому медь обладает металлической связью.

Правильный ответ указан под номером 2.

Ковалентную полярную связь имеет каждое из двух веществ

1) оксид натрия и оксид хлора(VII)

2) оксид кремния и аммиак

3) хлорида лития и кислород

4) сероводород и хлор

Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах между атомами одного элемента-неметалла.

Металлическая связь присуща металлам.

Ковалентная полярная связь присутствует в молекулах между атомами разных неметаллов.

Ионная — между атомами металлов и неметаллов.

А водородная присутствует между молекулами соединений, содержащих атом водорода, связанный с атомом с высокой электроотрицательностью (F, O, N).Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах между атомами одного элемента-неметалла. Ковалентная полярная связь присутствует в молекулах между атомами разных неметаллов, ионная — между атомами металлов и неметаллов. Металлическая связь присуща металлам. А водородная присутствует между молекулами соединений, содержащих атом водорода, связанный с атомом с высокой электроотрицательностью (F, O, N).

Поэтому ковалентную полярную связь имеют оксид кремния и аммиак.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector