Ang maramihang mga covalent bond ay kinakatawan ng mga non-existent na mga organic na slab, na maaaring gamitin upang ipaghiganti ang pinagbabatayan at nawala na mga kemikal na bono. Upang ilarawan ang likas na katangian ng mga di-umiiral na larangan, ipinakilala ni L. Pauling ang konsepto ng sigma- at π-links, hybridization ng atomic orbitals.

Ang hybridization ni Pauling para sa dalawang S- at dalawang p-electron ay naging posible na ipaliwanag ang pagtuwid ng mga bono ng kemikal, ngunit ang pagsasaayos ng tetrahedral ng methane. Upang ipaliwanag ang istraktura ng ethylene mula sa chotyroh na katumbas ng Sp3 - mga electron ng carbon atom, ang isang p-electron ay pinaghiwalay upang makagawa ng karagdagang bono, na tinawag na π-bond. Sa kasong ito, tatlong Sp2-hybrid orbital, na naiwan, ay lumalawak sa lugar sa ilalim ng 120° anggulo at bumubuo ng mga pangunahing bono, halimbawa, isang flat ethylene molecule.

Kung minsan, ang mga molekula ng acetylene sa hybridization ay nakikibahagi (ayon kay Pauling) ng isang S-at isang p-orbital, kung saan ang dalawang Sp-orbital ay natunaw, na naka-splay sa ilalim ng hood sa 180 ° at nakadirekta sa kabaligtaran ng direksyon. Dalawang "purong" p-orbital ng mga carbon atoms ang nagsalubong sa magkapares na magkabilang patayo na mga eroplano, na gumagawa ng dalawang π-bond ng linear acetylene molecule.

Tingnan mo si L. Pauling, alam mo ang tip mo mula sa kanyang aklat na “The nature of a chemical link, as for a long time, became a chemist's bedside book. Noong 1954, nakatanggap si L. Pauling ng mga parangal Nobel Prize z khіmії z formularyuvannya "Para sa pagsisiyasat ng likas na katangian ng kemikal na bono at yogo zastosuvannya para sa pagpapasiya ng istraktura ng mga natitiklop na istante."

Gayunpaman, ang pisikal na pagbabago ng hybridization ng atomic orbitals ay naging malabo, ang hybridization ay algebraic transformations, na hindi maaaring maiugnay sa pisikal na katotohanan.

Linus Pauling, na sinubukan ang polypism na paglalarawan ng chemical linkage, kabilang ang vibrancy ng hybridization ng mga orbital sa mga molecule ng non-existent half-shells, at nilikha ang teorya ng curved chemical linkage. Ang parehong pre-dopy ay isang sympositical organic ng organic, ang pagbubuklod ng Pam'yatі Kekule (London, Veresen 1958), L. Poling, na nagse-save ng navigable naval st ivasku yak Kombinatikh, gayunpaman . Sa tsoma

symposia L. Pauling sa paggamit ng categorical stverzhuvav:

Maaaring may mga chemist na nakakaalam na sila ay mahahalagang inobasyon ... isang imbentaryo ng σ, π- isang imbentaryo para sa isang nakabitin na chi-perfect na link at isang sunod-sunod na mga sistema, isang kapalit na paglalarawan para sa tulong ng mga curved link, ay lumitaw. matigas ang ulo ko, ano?

Sa bagong teorya ni Pauling, ang lahat ng mga electron na nagbubuklod ay nagiging pantay at katumbas ng mga linyang nasa likod ng nuclei ng molekula. Pinoprotektahan ng teorya ni Pauling ng isang curved chemical link ang istatistikal na interpretasyon ng hwyl function ni M. Born at ang Coulomb electron correlation ng mga electron. Ang hitsura ng isang pisikal na pagkakaiba - ang likas na katangian ng kemikal na bono ay higit na tinutukoy ng elektrikal na pakikipag-ugnayan ng nuclei at mga electron. Ang mas maraming mga electron na kumokonekta, mas maliit ang nuclear gap at ang mas maliit na kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo ng carbon.

Tricentric na link ng kemikal

Ang karagdagang pag-unlad ng kemikal na bono ay ibinigay ng Amerikanong pisisista na si W. Lipscomb, na bumuo ng teorya ng two-electron tricenter bond at ang topological theory, na nagpapahintulot sa paglipat ng hinaharap na hydrides sa boron (boron).

Ang isang pares ng elektron sa isang tricentric na bono ng kemikal ay nagiging kritikal para sa tatlong nuclei ng mga atomo. Ang pinakasimpleng kinatawan ng tricenter chemical bond, ang molecular ion water H3+, ay may isang pares ng elektron na kumukuha ng kabuuang tatlong proton.

Ang molekula ng diborane ay may ilang solong covalent function link B-H at dalawang dalawang-electron na tricenter na bono. Ang internuclear insertion sa isang solong covalent bond B-H ay nagiging 1.19 Å, kasabay nito, ang pagpasok sa isang tricentric bond na B-H-B ay nagiging 1.31 Å. Ang haba ng tricentric bond B-H-B (φ) ay 830. Ang kumbinasyon ng dalawang tricentric bond sa diborane molecule ay nagpapahintulot sa nuclei ng mga atomo sa boron na ma-trim sa layo dB-B = 2 1.31 sin φ/2 = 1.736 Å . Ang nuclei ng magkatugmang mga atomo ay nasa tubig sa malayo sa eroplano, sa isang katulad na pagkakaayos ng mga single covalent bond B-H, sa layo h = 1.31 · cos φ/2 = 0.981 Å.

Ang mga tricentric bond ay maaaring maisakatuparan hindi lamang sa isang tricot ng dalawang boron atoms at isang atom ng tubig, kundi pati na rin sa pagitan ng tatlong atoms ng boron, halimbawa, sa frame boron (pentaborane - B 5 H 9, decaborane - B 10 H 4 at sa .). Sa mga istrukturang ito, mayroong pangunahing (kintsev) at pumasok sa tricenter linkage (mistkov) atom ng tubig at tricots ng mga atomo sa boron.

Ang pundasyon ng mga tupa mula sa kanilang dalawang-electron na tricenter na mga bono na may "lamok" na mga atomo ay sumisira sa canonical theory ng valence. Ang atom ng tubig, na dati ay naging isang karaniwang monovalent na elemento, ay lumitaw na nakagapos ng magkatulad na mga bono na may dalawang atom ng boron at naging pormal na isang divalent na elemento. Ang mga robot ng W. Lipscomb na nagde-decipher sa buhay ng ram ay nagpalawak ng pahayag tungkol sa chemical link. Ang Komite ng Nobel ay iginawad sa William Nunn Lipscomb Prize sa Chemistry para sa 1976 para sa pagbabalangkas "Para sa pagsisiyasat ng istraktura ng mga tupa (borhydrite), upang linawin ang mga problema ng mga bono ng kemikal).

Rich-centric na kemikal na link

Noong 1951, ang isang pag-ikot ng T.Kil at P. Poson ay hindi kinuha sa panahon ng synthesis ng dicyclopentadiene, ngunit isang bagong saline na organikong bahagi ay inalis. Ang Otrimannya, na dating hindi pamilyar na matatag, dilaw-dilaw-mainit, mala-kristal na kalahati ng bulwagan, ay biglang naging respeto sa sarili nito.

Malayang itinatag nina E.Fischer at D.Wilkinson ang istraktura ng isang bagong panig - dalawang singsing ng cyclopentadiene ay pinagsama nang magkatulad, na may mga bola, o sa anyo ng isang "sandwich" para sa gap atom, na pinagsama sa pagitan ng mga ito sa gitna (Fig . 8). Ang pangalang "ferocene" ay itinaguyod ni R. Woodward (sa totoo lang, D. Whiting, isang yoga buddy). Sa bago, ang pagkakaroon ng sampung carbon atoms (zehn - ten) ay ipinakita na maliwanag sa bawat atom.

Mayroong sampung mga link (C-Fe) sa molekula ng ferrocene nang pantay, ang halaga ng internuclear gap ng Fe-c ay 2.04 Å. Lahat ng carbon atoms sa ferrocene molecule ay istruktura at kemikal na katumbas ng balat ugnayan C-C 1.40 - 1.41 Å (para sa straightening, sa benzene ang C-C bond ay 1.39 Å). Sa unang pagkakataon, ang 36-electron shell ay na-vibrate malapit sa atom.

Noong 1973, ang magkapatid na Ernst Otto Fischer at Jeffrey Wilkinson ay iginawad sa Nobel Prize sa Chemistry para sa mga formula na "Para sa makabagong, vikonan, isang uri ng isang robot, sa gallery ng metal-organic, tinatawag na sandwich shell." Indvar Lindkvist, isang miyembro ng Royal Swedish Academy of Sciences, sa kanyang oras na pang-promosyon para sa pagtatanghal ng mga nagwagi, na nagsasaad na "ito ay nagpapatunay sa mga bagong prinsipyo ng mga koneksyon at istruktura, na mga pagtanggi."

Sa oras na ito, aalisin namin ang dicyclopentadiene, mga katulad na mayaman na metal. Ang mga pokhіdnі transitional metal ay maaaring may mismong istraktura at ang mismong katangian ng bono, na ferocene. Ang Lanthanides ay hindi gumagawa ng isang istraktura ng sandwich, ngunit isang konstruksyon na nagbibigay ng isang three-promenade star.

Ang Dibenzenechromium ay tinanggal kaagad pagkatapos ng Ferocene. Para sa parehong pamamaraan ng pag-alis ng dibenzene molybdenum at dibenzene vanadium]. Sa lahat ng yunit ng klase na ito, ang mga atomo at metal ay may kabuuang dalawang singsing na anim na miyembro. Uсі 12 zv'yazkіv metal-charcoal sa mga sahig na ito ay magkapareho.

Ang synthesis ay uranocene [bis(cyclooctatetraєn)uranium] din, kung saan ang uranium atom ay kumukuha ng dalawang singsing na walong miyembro. Ang 16 na bituin na uranium-coal sa uranocene ay magkapareho. Ang Uranocene ay kinuha kasama ng UCl 4 mula sa kabuuan ng cyclooctatetraene at potassium sa tetrahydrofuran sa minus 300 °C.

Fig.1. Ang orbital radii ng mga elemento (r a) at ang haba ng one-electron chemical bond (d)

Ang pinakasimpleng one-electron chemical bond ay nilikha ng isang solong valence electron. Lumilitaw na ang isang electron sa gusali ay maaaring kumuha ng kabuuang dalawang positibong sisingilin na mga ion. Sa isang one-electron bond, ang Coulomb forces ng positively charged particles ay binabayaran ng Coulomb forces of gravity ng mga particle na ito sa isang negatively charged electron. Ang valence electron ay nagiging mainit para sa dalawang nuclei ng molekula.

Ang mga butts ng naturang mga patlang ng kemikal ay mga molekular na ion: H 2+ , Li 2+ , Na 2+ , K 2+ , Rb 2+ , Cs 2+ :

Ang polar covalent link ay matatagpuan sa heteronuclear diatomic molecules (Fig. 3). Ang bonding electron pair sa polar chemical bond ay inilapit sa atom na may pinakamataas na potensyal na unang ionization.

Ang Vіdstan d mizh atomic nuclei, na nagpapakilala sa kalawakan na istraktura ng mga polar molecule, ay malapit na makikita bilang kabuuan ng covalent radii ng parehong mga atomo.

Ang linkage ng nagbubuklod na pares ng electron ng isa sa mga nuclei ng polar molecule ay dinadala hanggang sa paglitaw ng isang electric dipole (electrodynamics) (Fig. 4).

Ang tumayo sa pagitan ng mga sentro ng grabidad ng positibo at negatibong mga singil ay tinatawag na kalapati ng dipole. Ang polarity ng molekula, tulad ng polarity ng bono, ay tinatantya ng halaga ng dipole moment μ, na siyang karagdagang lakas ng dipole l ng halaga ng singil ng elektron:

Maramihang mga covalent bond

Ang maramihang mga covalent bond ay kinakatawan ng mga non-existent na mga organic na slab, na maaaring gamitin upang ipaghiganti ang pinagbabatayan at nawala na mga kemikal na bono. Upang ilarawan ang likas na katangian ng mga di-umiiral na larangan, ipinakilala ni L. Pauling ang konsepto ng sigma- at π-links, hybridization ng atomic orbitals.

Ang hybridization ni Pauling para sa dalawang S- at dalawang p-electron ay naging posible na ipaliwanag ang pagtuwid ng mga kemikal na bono, ngunit ang tetrahedral na pagsasaayos ng methane. Upang ipaliwanag ang istruktura ng ethylene mula sa chotyroh na katumbas ng Sp 3 - mga electron ng carbon atom, isang p-electron ang pinaghiwalay upang makagawa ng karagdagang bono, na tinawag na π-bond. Sa kasong ito, ang tatlong Sp 2 -hybrid orbital ay lumalawak sa isang eroplano sa ilalim ng 120° anggulo at bumubuo ng mga pangunahing bono, halimbawa, isang flat ethylene molecule (Larawan 5).

Sa bagong teorya ni Pauling, ang lahat ng nag-uugnay na mga electron ay naging pantay at katumbas ng mga linya na nasa likod ng nuclei ng molekula. Pinoprotektahan ng teorya ni Pauling ng isang curved chemical link ang istatistikal na interpretasyon ng hwyl function ni M. Born at ang Coulomb electron correlation ng mga electron. Ang hitsura ng isang pisikal na pagkakaiba - ang likas na katangian ng kemikal na bono ay higit na tinutukoy ng elektrikal na pakikipag-ugnayan ng nuclei at mga electron. Ang mas maraming mga electron na kumokonekta, mas maliit ang nuclear gap at ang mas maliit na kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo ng carbon.

Tricentric na link ng kemikal

Ang karagdagang pag-unlad ng kemikal na bono ay ibinigay ng Amerikanong pisisista na si W. Lipscomb, na bumuo ng teorya ng two-electron tricenter bond at ang topological theory, na nagpapahintulot sa paglipat ng hinaharap na hydrides sa boron (boron).

Ang isang pares ng elektron sa isang tricentric na bono ng kemikal ay nagiging kritikal para sa tatlong nuclei ng mga atomo. Sa pinakasimpleng kinatawan ng tricentric chemical bond - ang molecular ion water H 3 + electron pair ay tumatagal ng kabuuang tatlong proton (Fig. 6).

Larawan 7. Diboran

Ang pundasyon ng mga tupa na may kanilang dalawang-elektron na tricenter na mga bono na may "lamok" na mga atomo ay sumira sa canonical theory ng valence. Ang atom ng tubig, na dati ay naging isang karaniwang monovalent na elemento, ay lumitaw na nakagapos ng magkatulad na mga bono na may dalawang atom ng boron at naging pormal na isang divalent na elemento. Ang mga robot ng W. Lipscomb na nagde-decipher sa buhay ng ram ay nagpalawak ng pahayag tungkol sa chemical link. Ang Komite ng Nobel ay iginawad sa William Nunn Lipscomb Prize sa Chemistry para sa 1976 para sa pagbabalangkas "Para sa pagsisiyasat ng istraktura ng mga tupa (borhydrite), upang linawin ang mga problema ng mga bono ng kemikal).

Rich-centric na kemikal na link

Molekyul ng ferrocene

Larawan 9. Dibenzenechromium

Larawan 10. Uranocene

Mayroong sampung link (C-Fe) sa ferrocene molecule na katumbas ng bawat isa, ang halaga ng internuclear gap ng Fe-c ay 2.04 Å. Lahat ng carbon atoms sa ferrocene molecule ay structurally at chemically equivalent; Sa unang pagkakataon, ang 36-electron shell ay na-vibrate malapit sa atom.

Dynamics ng chemical bond

Tunog ng kemikal para maging dynamic. Kaya, ang metal bond ay binago sa isang covalent bond sa panahon ng proseso ng phase transition sa panahon ng pagsingaw ng metal. Ang paglipat ng metal mula sa solid patungo sa parang singaw na gilingan ay mangangailangan ng mas maraming enerhiya.

Sa mga pares, ang mga nakatalagang metal ay halos binubuo ng homonuclear diatomic molecules at free atoms. Sa panahon ng paghalay ng singaw ng metal, ang covalent bond ay nababago sa metal.

Ang singaw ng mga asing-gamot na may tipikal na ionic bond, halimbawa, ionic metal fluoride, ay humahantong sa pagkasira ng ionic bond at ang paglusaw ng heteronuclear diatomic molecule na may polar covalent bond. Hangga't maaari, ang solusyon ng mga dimeric na molekula na may mga lokal na link.

Mga katangian ng chemical bond sa mga molecule ng fluoride sa puddle metal at dimer.

Sa panahon ng condensation ng mga singaw ng fluoride sa puddle metals, ang polar covalent bond ay binago sa isang ionic bond na may mga solusyon ng crystalline salt salts.

Ang mekanismo ng paglipat ng covalent sa mga metal na bono

Fig.11. Spivvіdnennia sa pagitan ng orbital radius ng electron pair r e at ang haba ng covalent chemical bond d

Oryentasyon ng mga dipoles ng diatomic molecule at ang dissolved octahedral cluster fragment sa panahon ng condensation ng tin metal vapor.

Fig.13

Ang disperse gravity (London's force) ay nag-zoom in sa interatomic interaction at ang pag-ampon ng homonuclear diatomic molecules mula sa mga atoms ng mga metal na lata.

Ang pagtatatag ng isang covalent bond metal-metal ay konektado sa pagpapapangit ng mga electronic shell ng nakakasagabal na mga atomo - ang mga valence electron ay lumikha ng isang pares ng elektron, na tinatawag na, ang electron gap ay puro sa puwang sa pagitan ng atomic nuclei ng viniclo. Ang isang katangiang katangian ng homonuclear diatomic molecules ng puddle metals ay ang mataas na lakas ng covalent bond (3.6-5.8 beses na mas malaki para sa lakas ng bond sa mga molekula ng tubig) at mababang enerhiya ng pagpapalawak.

Ang itinalagang espasyo sa pagitan ng r e at d ay nagpapahiwatig ng hindi pantay na pamamahagi ng mga singil sa kuryente sa molekula - sa gitnang bahagi ng molekula, ang negatibong singil ng kuryente ng masayang pares ng elektron, at sa mga dulo ng molekula - ang positibong singil ng kuryente ng ang dalawang atomic brush.

Ang hindi pagkakapantay-pantay ng paghahati ng mga singil sa kuryente ay lumilikha ng isip at mutual modality ng mga molekula ng balanse ng mga puwersa ng oryentasyon (mga puwersa ng Van der Waals). Ang mga molekula ng mga metal na lunar ay dapat na nakatuon sa paraang magkakatabi ang magkakaibang mga singil sa kuryente. Sa pamamagitan ng digmaan sa pagitan ng mga molekula ay bumuo ng mga puwersa ng grabidad. Zavdyaks ng visibility ng natitira, ang mga molecule ng puddle metals ay papalapit at marahas na pinagsama-sama. Kasabay nito, mayroong isang deformity ng balat na mas malapit sa pagpapalawak ng mga pole ng vascular molecules (Fig. 12).

Sa katunayan, ang scho ay nagbubuklod sa mga electron ng isang vihіdnoї diatomic molecule, na umiinom sa electric field ng ilang positively charged atomic cores ng molten metal molecules, ay hinihimok mula sa orbital radius ng atom at nagiging libre.

Kasabay nito, ang pares ng elektron ay nagiging cohesive para sa isang sistema na may anim na cation. Nagsisimula kaming bumuo ng isang kristal na sala-sala ng metal sa yugto ng kumpol. Ang kristal na sala-sala ng mga puddle metal ay malinaw na nagpapakita ng istraktura ng nag-uugnay na lanka, na may hugis ng isang nilikha na flattened octahedron - isang parisukat na bipyramid, ang taas nito at ang mga tadyang ng batayan ay tumutugma sa halaga ng pare-pareho na translational lattice a w ( Larawan 13).

Ang halaga ng patuloy na translational lattice a w ng puddle metal crystal ay makabuluhang nagbabago sa haba ng covalent bond ng puddle metal molecule, na mahalaga dahil ang mga electron sa metal ay matatagpuan sa libreng bakal:

Sa matematika, dahil sa kapangyarihan ng mga libreng electron sa metal, ang tunog mula sa "itaas na Fermi", tulad ng sumusunod, bilang isang geometrical na espasyo, kung saan matatagpuan ang mga electron, nang walang pag-aalaga sa pangunahing kapangyarihan ng metal - nagsasagawa ng isang electric stream.

Kapag ang proseso ng condensation ng puddle metal vapors na may proseso ng condensation ng mga gas, halimbawa, tubig, ay ipinahayag. katangian sa power metal. Tulad ng sa panahon ng paghalay ng tubig, ang mahinang intermolecular na pakikipag-ugnayan ay sinusunod, pagkatapos ay para sa paghalay ng mga singaw ng metal, ang mga proseso na katangian ng mga reaksiyong kemikal ay nangyayari. Ang mismong condensation ng mga pares ng metal ay maaaring inilarawan bilang isang umuunlad na proseso: isang libreng atom → isang diatomic molecule na may covalent bond → isang metal cluster → isang compact metal na may metal bond.

Ang mga pakikipag-ugnayan ng mga molekula ng halide sa mga metal na puddle ay sinamahan ng kanilang dimerization. Ang isang dimeric na molekula ay maaaring gamitin bilang isang electric quadrupole (Larawan 15). Sa oras na ito, makikita natin ang mga pangunahing katangian ng mga dimer ng halogenides ng puddle metals (double chemical bond at valence cut sa pagitan ng mga bond).

Dovzhina khіmіchnogo linkage at valent kuti sa dimer ng halogenides ng puddle metals (E 2 X 2) (gas phase).

Sa proseso ng paghalay, ang diya ng mga pwersang orientational ay pinalakas, ang mga intermolecular na pakikipag-ugnayan ay sinamahan ng mga desisyon ng mga kumpol, at sa kalaunan, matatag na pagsasalita. Ang mga halogenides ng mga metal na lata ay gumagawa ng mga kristal na may simpleng cubic at volume-centered cubic lattice.

Uri ng crystal lattice at post-translational na sala-sala para sa tin metal halides.

Sa proseso ng pagkikristal, mayroong isang pagtaas sa dami ng nuclear energy, na humahantong sa pagbuo ng isang elektron mula sa orbital radius ng puddle metal atom at ang paglipat ng electron ng atom sa halogen na may mga dissolved ions. . Ang mga patlang ng puwersa ng mga ion ay pantay na nahahati sa lahat ng direksyon sa bukas na espasyo. Sa puddle metal crystals, ang force field ng skin ion ay nag-coordinate ng higit sa isang ion na may kabaligtaran na sign, gaya ng kaugalian na kumatawan sa ionic bond (Na + Cl -).

Sa mga ionic na kristal, ang pag-unawa sa mga simpleng binary molecule ng uri ng Na + Cl - at Cs + Cl - na kumukonsumo ng sens, mga shards ng ion na metal na nagbubuklod mula sa anim na chlorine ions (sa sodium chloride crystals) at walong chlorine ions (sa cesium chloride crystals. Kailan kung kanino ang lahat ng mga intervening na lugar ay nasa mga kristal ng pantay na distansya.

Mga Tala

1. Doktor ng inorganikong kimika. Constants ng mga inorganic na talumpati. - M.: "Khimia", 1987. - S. 124. - 320 p.
2. Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A. Doktor ng inorganikong kimika. Constants ng mga inorganic na talumpati. - M.: "Khimiya", 1987. - S. 132-136. – 320 s.
3. Gankіn V.Yu., Gankіn Yu.V. Paano naitatag ang bono ng kemikal at nagpapatuloy ang mga reaksiyong kemikal. - M.: pangkat ng pag-publish na "Kordon", 2007. - 320 p. - ISBN 978-5-94691296-9
4. Nekrasov B.V. Kurso ng pandaigdigang kimika. - M.: Derzhkhimizdat, 1962. - S. 88. - 976 p.
5. Pauling L. Ang kalikasan ng chemical bond / inedit ni Ya.K. Sirkin. - prov. mula sa Ingles M.Є.Dyatkina. - M.-L.: Derzhkhimizdat, 1947. - 440 p.
6. Theoretical Organic Chemistry / Ed. R.H. Freudlin. - prov. mula sa Ingles Yu.G. Bundel. - M .: Tingnan. banyagang panitikan, 1963. - 365 p.
7. Lemenovsky D.A., Levitsky M.M. Russian chemical journal (journal ng Russian chemical partnership na pinangalanang D.I. Mendelyev). - 2000. - T. XLIV, vip.6. - S. 63-86.
8. Chemical Encyclopedic Dictionary/layunin. ed. I.L.Knunyants. - Ako'y masaya. Encyclopedia, 1983. - S. 607. - 792 p.
9. Nekrasov B.V. Kurso ng pandaigdigang kimika. - M.: Derzhkhimizdat, 1962. - S. 679. - 976 p.
10. Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A. Doktor ng inorganikong kimika. Constants ng mga inorganic na talumpati. - M.: "Khimia", 1987. - S. 155-161. – 320 s.
11. Gillespie R. Geometry ng mga molekula/kawad. mula sa Ingles E.Z. Zasorina at V.S. Mastryukov, para sa ed. Yu.A. Pentina. - M .: "Svit", 1975. - S. 49. - 278 p.
12. Doktor ng Chemistry. - 2nd view., binago. na dod. - L.-M.: State Scientific and Technical Institute of Chemical Literature, 1962. - T. 1. - S. 402-513. – 1072 p.
13. Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A. Doktor ng inorganikong kimika. Constants ng mga inorganic na talumpati. - M.: "Khimiya", 1987. - S. 132-136. – 320 s.
14. Ziman J. Electron sa mga metal (panimula sa teorya ng ibabaw ng Fermi). Mga tagumpay sa pisikal na agham. - 1962. - T. 78, isyu 2. – 291 p.

Div. din

• Tunog ng kemikal- artikulo mula sa Great Radianskaya Encyclopedia
• Tunog ng kemikal- Chemport.ru
• Tunog ng kemikal- Pisikal na Encyclopedia

Mga tema ng codifier ЄDI: Covalent chemical bond, iba't ibang pagkakaiba sa mekanismo ng pag-iilaw. Mga katangian ng covalent bond (polarity at energy ng bond). tawag ni Ionny. Tunog ng metal. Tawag ng tubig

Mga bono ng kemikal na intramolecular

Sa likod ng kamay, makikita mo ang mga link na nagpapatunay sa pagitan ng mga particle sa gitna ng mga molekula. Ang ganitong mga link ay tinatawag intramolecular.

Tunog ng kemikal sa pagitan ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal ay maaaring magkaroon ng isang electrostatic na kalikasan na tumira para sa isang rahunok vzzaєmodії zvnіshnіh (valence) electronіv, higit pa sa isang maliit na mundo binibigyang-diin ang positively charged nuclei pag-uugnay ng mga atomo.

Narito ang susi - KURYENTE. Ito mismo ang tumutukoy sa uri ng kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo at ang kapangyarihan ng bono na iyon.

- Ang layunin ng pagbuo ng atom ay upang maakit (trim) mapangahas(Valenti) electronics. Ang electronegativity ay tinutukoy ng antas ng mabibigat na electron sa nucleus at ang deposito, pinaka-mahalaga, ayon sa radius ng atom at ang singil ng nucleus.

Ang electronegativity ay madaling tukuyin nang hindi malabo. Gumawa si L. Pauling ng isang talahanayan ng nakikitang electronegativity (batay sa mga energies ng mga bono ng diatomic molecules). Ang pinakamalaking electronegative na elemento - fluorine 3 halaga 4 .

Mahalaga na sa iba't ibang mga leeg posible na gumamit ng iba't ibang mga kaliskis at mga talahanayan para sa halaga ng electronegativity. Bakit hindi varto lakatisya, ang mga shards ay may papel sa pag-aampon ng isang kemikal na bono atoms, at ang napanalunan ay halos pareho para sa anumang sistema.

Kung ang isa sa mga atomo ay may kemikal na bono A: Kung ito ay nakakaakit ng mga electron nang mas malakas, ang pares ng elektron ay lilipat sa bago. Ano ang higit pa pagkakaiba ng electronegativity atoms, ang pares ng elektron ay mas nababago.

Ito ang halaga ng electronegativity ng mga nakakasagabal na atom na katumbas o humigit-kumulang pantay: EO(A)≈EO(B), kung gayon ang pares ng elektron ay hindi lumilipat sa parehong atom: A: B. Ang ganitong tawag ay tinatawag covalent non-polar.

Kahit na ang electronegativity ng mga nakakasagabal na atom ay nag-iiba, ngunit hindi gaanong (ang pagkakaiba sa electronegativity ay humigit-kumulang 0.4 hanggang 2: 0,4<ΔЭО<2 ), pagkatapos ay lumilipat ang pares ng elektron hanggang sa isa sa mga atomo. Ang ganitong tawag ay tinatawag covalent polar .

Tulad ng para sa electronegativity ng mga nakakasagabal na atom, ito ay malinaw (ang pagkakaiba sa electronegativity ay mas malaki kaysa sa 2: ΔEO>2), kung gayon ang isa sa mga electron ay halos mas malamang na pumasa sa susunod na atom, ioniv. Ang ganitong tawag ay tinatawag ionna.

Mga pangunahing uri ng mga bono ng kemikal covalent, ionnaі metaleva zv'azku. Tingnan natin ang kanilang ulat.

Covalent chemical bond

covalent bond – tse kemikal na link , nanirahan sa rahunok pag-areglo ng elektronikong taya ng pagsusugal A: . Sa ano sa dalawang atomo magkakapatong atomic orbitals. Ang isang covalent bond ay itinatag sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo na may maliit na pagkakaiba sa electronegativity (bilang panuntunan, sa pagitan ng dalawang di-metal) o mga atomo ng isang elemento.

Ang pangunahing pangingibabaw ng mga covalent bond

• pagtuwid,
• kawalang-hiyaan,
• polarity,
• polariseysyon.

Ang kapangyarihan ng kapangyarihan ay idinagdag sa kemikal at pisikal na kapangyarihan ng mga talumpati.

Pagtuwid ng dila nailalarawan ang kemikal na katangian ng pagsasalita at ang anyo nito. Ang kuti sa pagitan ng dalawang link ay tinatawag na valence. Halimbawa, sa isang molekula ng tubig, ang hiwa ng H-O-H ay 104.45 o, kaya polar ang molekula ng tubig, at sa molekula ng methane, ang hiwa ng valence ay H-C-H 108 o 28'.

Nasichuvanist - Tse zdatnіst аtomіv utvoryuvati obmezhenu kіlkіst covalent chemical zv'yazkіv. Kіlkіst zv'yazkіv, zdatnyh utvoryuvat atom, tinatawag.

Polarity vyazku vinikaє sa pamamagitan ng nerіvnomіrny rozpodіl elektronї shіlnostі sa pagitan ng dalawang atom na may iba't ibang electronegativity. Ang mga covalent bond ay nahahati sa polar at non-polar.

Polarisasyon zv'azku - tse ang pagbuo ng elektronikong komunikasyon ay nabalisa sa ilalim ng direksyon ng labas ng electric field(zocrema, electric field sa kabilang bahagi). Ang polarizability ay nakasalalay sa hina ng mga electron. Gaano kalayo ang electron mula sa nucleus, gaano kalayo ang electron mula sa nucleus, gaano kalayo ang molekula ay mas polarisable.

Covalent non-polar chemical bond

Gumamit ng 2 uri ng covalent bonding - POLARі HINDI POLAR .

puwit . Tingnan natin ang molekula ng tubig H2. Ang balat atom ng tubig sa ovnіshnyu antas ng enerhiya ay nagdadala ng isang hindi tugmang elektron. Upang kumatawan sa atom, ang istraktura ng Lewis ay matagumpay - ito ang pamamaraan ng tunay na antas ng enerhiya ng atom, kung ang mga electron ay ipinahiwatig ng mga tuldok. Ang mga modelo ng mga istruktura ng punto ni Luis ay hindi sinusuportahan ng isang oras ng trabaho na may mga elemento ng isa pang panahon.

H.+. H=H:H

Kaya, ang molekula ng tubig ay may isang solong pares ng elektron at isang kemikal na bono ng H-H. Tsya electron pares ay hindi lumipat sa parehong atom sa tubig, dahil ang electronegativity ng mga atom ay pareho. Ang tawag sa ganyan covalent non-polar .

Covalent non-polar (symmetrical) link - covalent bond, mga pagsasanib ng mga atomo na may pantay na electronegativity (bilang panuntunan, na may parehong mga di-metal) at, gayundin, na may pantay na pamamahagi ng density ng elektron sa pagitan ng mga nuclei ng mga atom.

Ang dipole moment ng non-polar bond ay katumbas ng 0.

Mag-apply: H 2 (H-H), O 2 (O \u003d O), S 8.

Covalent polar chemical bond

Covalent polar link - ito ay isang covalent link, isang uri ng vinica mga atom na may iba't ibang electronegativity (bilang panuntunan, iba't ibang di-metal) at nailalarawan displaced global electron wager sa isang electronegative atom (polarization).

Ang electronic gap ay inilipat sa isang mas malaking electronegative atom - gayundin, ang isang mas maliit na negatibong atom ay may bahagyang negatibong singil (δ-), at isang mas maliit na negatibong atom ay may bahagyang positibong singil (δ+, delta +).

Ano ang mas mahalaga sa electronegativity ng mga atomo, higit pa polarity tawag at team pa dipole moment . Sa pagitan ng mga solidong molekula at mga singil sa likod ng tanda, may mga karagdagang puwersa ng grabidad, na mas malaki. mistisismo zv'azku.

Polarity zv'azku vplivaє phyzichnі at khіmіchnі kapangyarihan spoluk. Depende sa polarity ng bond, ilatag ang mga mekanismo ng mga reaksyon at bumuo ng reaksyunaryong istruktura ng mga suicidal bond. Ang polarity ng tunog ay pinaka-binibigkas polarity ng molekula At, sa naturang ranggo, nang walang tagapamagitan, tulad ng pisikal na kapangyarihan bilang ang temperatura ng kumukulo at temperatura ng pagkatunaw, rozchinnist sa polar retailer.

Mag-apply: HCl, CO2, NH3.

Mga mekanismo para sa pagtatatag ng isang covalent bond

Ang covalent chemical bond ay maaaring sisihin sa dalawang mekanismo:

1. Mekanismo ng palitan ang pagtatatag ng isang covalent chemical bond - hangga't ang bahagi ng balat ay ibinigay para sa pagtatatag ng isang pandaigdigang electronic wager, isang hindi ipinares na electron:

PERO . + . B = A:

2. Ang pagtatatag ng isang covalent bond ay isang mekanismo, kung saan ang isa sa mga particle ay nagbibigay ng hindi pantay na pares ng elektron, at ang isa pang bahagi ay nagbibigay ng isang bakanteng orbital para sa electronic bet:

PERO: + B = A: B

Kung saan ang isa sa mga atomo ay binibigyan ng walang kakayahan na pares ng elektron ( donor), at ang isa pang atom ay may bakanteng orbital para sa taya ( tumanggap). Sa pamamagitan ng digmaan, maliwanagan ang bono, ang enerhiya ng mga electron ay magbabago, tobto. kapaki-pakinabang para sa mga atom.

Covalent link, mga solusyon sa likod ng mekanismo ng donor-acceptor, huwag magdamdam sa likod ng pangingibabaw ng iba pang mga covalent bond, na itinatag ng mekanismo ng palitan. Ang pag-iilaw ng isang covalent bond sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor ay isinasagawa gamit ang mga atomo alinman sa isang malaking bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya (mga donor ng mga electron), o kung hindi, na may isang maliit na bilang ng mga electron (acceptors ng mga electron). Ang ulat ng posibilidad ng valence ng mga atom ay napagmasdan sa kaso ng mga species.

Ang covalent bond sa likod ng mekanismo ng donor-acceptor ay itinatag:

- sa molekula fumes CO(ang mga bono ng molekula ay trinity, 2 mga bono ang pinagtibay para sa mekanismo ng palitan, isa para sa mekanismo ng donor-acceptor): C≡O;

- sa ion ammonium NH 4 + , sa mga ion mga organikong amine halimbawa, sa methylammonium ions CH 3 -NH 2 + ;

- sa kumplikadong mga serbisyo, kemikal na link sa pagitan ng gitnang atom at mga grupo ng mga ligand, halimbawa, sodium tetrahydroxoaluminate Na link sa pagitan ng aluminum at hydroxide ions;

- sa nitric acid at mga asin- nitrates: HNO 3 , NaNO 3 sa iba pang kalahati ng nitrogen;

- sa molekula ozone O 3 .

Pangunahing katangian ng covalent bond

Ang isang covalent bond, bilang panuntunan, ay naninirahan sa pagitan ng mga non-metal na atomo. Ang mga pangunahing katangian ng isang covalent bond ay dozhina, enerhiya, multiplicity at direktang.

Multiplicity ng mga bono ng kemikal

Multiplicity ng mga bono ng kemikal - ce ang bilang ng double electron pairs sa pagitan ng dalawang atoms y bawat isa. Ang multiplicity ng bono ay madaling matukoy mula sa halaga ng mga atom na bumubuo sa molekula.

Halimbawa , Sa isang molekula ng tubig H 2, ang multiplicity ng mga bono ay higit sa 1, dahil sa tubig ng balat, mayroon lamang isang hindi nagpapares na elektron sa panlabas na antas ng enerhiya, samakatuwid, isang pares ng elektron lamang ang naitatag.

Ang molekula ng oxygen O 2 ay may multiplicity ng mga bono na katumbas ng 2, dahil ang skin atom ay may 2 hindi magkapares na electron sa pantay na antas ng enerhiya: O=O.

Sa isang molekula ng nitrogen N 2, ang multiplicity ng mga bono ay higit sa 3, dahil ang balat na atom ay may 3 hindi magkapares na electron bawat isa sa panlabas na antas ng enerhiya, at ang mga atomo ay bumubuo ng 3 mataas na pares ng elektron N≡N.

Dovzhina covalent bond

Dovzhina kemikal na bono - Tse stand sa pagitan ng mga sentro ng nuclei ng mga atomo, na magtatatag ng mga link. Ang Її ay tinutukoy ng mga eksperimentong pisikal na pamamaraan. Posibleng tantyahin ang halaga ng haba ng linkage na humigit-kumulang, ayon sa panuntunan ng additivity, ayon sa kung saan ang haba ng linkage sa AB molecule ay humigit-kumulang katumbas ng kabuuan ng mga haba ng mga link sa mga molekula A 2 at 2:

Ang haba ng chemical bond ay maaaring tinatantya lampas sa radii ng mga atomo, scho appease zv'azok, o para sa bilang ng mga tawag kaya ang radii ng mga atom ay hindi gaanong nagbabago.

Sa oras ng pagtaas sa radii ng mga atomo, na gumagawa ng koneksyon, ang lakas ng koneksyon ay tataas.

Halimbawa

Sa pagtaas ng multiplicity ng link sa pagitan ng mga atomo (ang atomic radii na hindi nawawala, ngunit bahagyang nawawala), magbabago ang haba ng link.

Halimbawa . Sa isang hilera: C–C, C=C, C≡C, nagbabago ang link.

Enerhiya zv'azku

Sa mundo ng mineralidad ng kemikal na bono ay ang enerhiya ng bono. Enerhiya zv'azku ay nagpapahiwatig ng enerhiya na kailangan para sa pagtaas ng link, na distansya ng mga atomo, na nagtatatag ng link na ito, para sa isang hindi mauubos na malaking stand isa-isa.

Covalent bond є duzhe mіtsny.Її enerhiya upang maging mula sa ilang sampu hanggang ilang daang kJ / mol. Kung mas malaki ang enerhiya ng tunog, mas malaki ang kapangyarihan ng tunog, at sa kabilang banda.

Ang halaga ng chemical bond ay idineposito ayon sa tagal ng bond, ang polarity ng bond at ang multiplicity ng bond. Ang mas maraming kemikal na tunog, mas madaling mapunit ito, mas kaunting enerhiya ang tunog, mas mababa ang kaisipan. Mayroon kaming pinakamaikling link ng kemikal, mas malakas na link, at mas malaki ang enerhiya ng link.

Halimbawa, sa isang bilang ng sporuk HF, HCl, HBr pagbabago, dahil zbіshuєtsya dovzhina zv'yazku.

Ionic na kemikal na link

tawag ni Ionny - Tse kemikal na link, mga pundasyon para sa electrostatic gravity ng mga ion.

Іoni utvoryuyuyutsya sa proseso ng pagtanggap ng chi at pagbibigay ng mga electron sa pamamagitan ng mga atomo. Halimbawa, ang mga atomo ng lahat ng mga metal ay mahinang binabawasan ang antas ng elektronikong enerhiya. Samakatuwid, para sa mga atomo ng metal, ito ay katangian nagpapatatag ng kapangyarihan- Malusog na supply ng electronics.

puwit. Ang atom ng sodium ay dapat mapalitan ng 3 enerhiya na katumbas ng 1 elektron. Madaling magbigay ng yoga, natutugunan ng sodium atom ang napakaraming matatag na ion Na + sa elektronikong pagsasaayos ng noble gas neon Ne. Mayroong 11 proton at mas mababa sa 10 electron sa sodium ion, kaya ang kabuuang singil ng ion ay -10+11 = +1:

+11Na) 2) 8) 1 - 1e = +11 Na +) 2 ) 8

puwit. Ang atom ng chlorine sa antas ng enerhiya na katumbas ng 7 electron. Upang maibigay ang pagsasaayos ng isang matatag na inert atom sa argon Ar, ang klorin ay kailangang makatanggap ng 1 elektron. Matapos ang pagdating ng isang electron, nabuo ang isang matatag na ion ng chlorine, na nabuo mula sa mga electron. Ang kabuuang singil ng ion ay malusog -1:

+17Cl) 2 ) 8 ) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8

Magbigay ng paggalang:

• Ang pangingibabaw ng mga ion ay tumataas laban sa pangingibabaw ng mga atomo!
• Stіykі іoni maaari hindi lamang atomy, ale i mga pangkat ng mga atomo. Halimbawa: ammonium ion NH 4 +, sulfate-ion SO 4 2- at in. Ang mga kemikal na bono na ginawa ng naturang mga ion ay iginagalang din ng mga ion;
• Ionny zv'yazok, bilang isang patakaran, settles sa pagitan ng kanilang mga sarili itinaponі mga hindi nagtatapon(mga grupo ng mga di-metal);

Sila, na tumira, ay naaakit ng electric tension: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

Nachno zagalnym vіdminnіst mіzh covalent at іonnymi uri zvyazku:

Metalikong kemikal na bono

Metalevy zvez'azok - tse zv'yazok, na nagpapatahimik shdo libreng electronics mizh mga ion ng metal na bumubuo sa kristal na sala-sala

Sa mga atomo ng mga metal sa antas ng antas ng enerhiya, ang tunog ng mga rosas mula isa hanggang tatlong elektron. Ang radii sa mga atomo ng mga metal, tumunog, mahusay - simula ngayon, ang mga atomo ng mga metal, sa vіdmіnu ng mga di-metal, madaling maabot ang zvnіshnі elektroni, tobto. є malalakas na gabay

Intermolecular na pakikipag-ugnayan

Tingnan natin ang mga interdependencies na sinisisi sa iba pang mga molekula sa pagsasalita. intermolecular na pakikipag-ugnayan . Ang mga intermolecular na pakikipag-ugnayan ay mga uri ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga neutral na atomo, kung saan walang nabuong mga bagong covalent bond. Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay ipinahayag ni van der Waals noong 1869, at ipinangalan sa kanya. Van dar Waals kasama ang mga pwersa. Ang mga puwersa ng van der Waals ay nakabahagi sa oryentasyon, pagtatalaga sa tungkulin і pagpapakalat . Ang enerhiya ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ay mas mababa kaysa sa enerhiya ng kemikal na bono.

Mga puwersa ng oryentasyon ng grabidad vinikayut sa pagitan ng mga polar molecule (interaksyon ng dipole-dipole). Ang mga puwersa ng Qi ay nasa pagitan ng mga polar molecule. Mga pakikipag-ugnayan sa induction - Ang relasyon sa pagitan ng isang polar molecule at isang non-polar. Ang isang non-polar molecule ay polarized sa pamamagitan ng polarity, na nagbibigay ng karagdagang electrostatic gravity.

Isang espesyal na uri ng intermolecular interaction - pag-uugnay ng tubig. - lahat ng intermolecular (o intramolecular) na mga bono ng kemikal, na sinisisi sa pagitan ng mga molekula, kung saan mayroong malakas na polar covalent bond. H-F, H-O o H-N. Bagaman may mga bono sa molekula, maaaring may mga ugnayan sa pagitan ng mga molekula karagdagang puwersa ng grabidad .

Mekanismo ng pag-iilaw ng link ng tubig ay madalas na electrostatic, at madalas na donor-acceptor. Sa kasong ito, ang isang atom ng isang malakas na negatibong elemento (F, O, N) ay gumaganap bilang isang donor ng pares ng elektron, at isang atom at isang atom ng tubig, na konektado sa mga atom na ito, ay kumikilos bilang isang acceptor. Para sa matubig na zvezku na katangian pagtuwid sa pamamagitan ng open space kawalang-hiyaan.

Ang Vodneviy zv'yazok ay maaaring markahan ng mga tuldok: N ··· O. Ano ang mas malaking electronegativity ng atom na nakuha mula sa tubig, at kung ano ang pinakamaliit na dimness, ganoon din ang hindi bababa sa watery link. Si Vaughn ay katangian natin bago ang z'ednan plurayd na may tubig , pati na rin hanggang sa oliyu na may tubig , sa isang mas maliit na mundo nitrogen na may tubig .

Ang mga link sa tubig ay sinisisi sa pagitan ng gayong mga talumpati:

— fluorine HF(gas, fluorohydride sa tubig - hydrofluoric acid), tubig H 2 O (singaw, yelo, bihirang tubig):

— paghihiwalay ng ammonia at organic amines- sa pagitan ng mga molecule ng ammonia at tubig;

— mga organic na slab, kung saan ang bono ay O-H o N-H: mga alkohol, carboxylic acid, amines, amino acids, phenols, aniline at yogo compounds, protina, carbohydrates - monosaccharides at disaccharides.

Ang matubig na pagtatagal ay idinagdag sa pisikal at kemikal na kapangyarihan ng mga talumpati. Kaya, ang karagdagang gravity sa pagitan ng mga molekula ay nagpapadali sa pagkulo ng mga talumpati. Sa mga talumpati na gawa sa matubig na mga bono, ang isang abnormal na pagtaas sa temperatura ng kumukulo ay sinusunod.

Halimbawa Bilang isang patakaran, kapag gumagalaw ang molekular na timbang, ang kumukulo na punto ng mga talumpati ay tumataas. Gayunpaman, sa isang bilang ng mga talumpati H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te hindi kami natatakot sa mga linear na pagbabago sa kumukulong temperatura.

At ang iyong sarili, sa abnormally mataas ang temperatura ng tubig - Hindi bababa sa -61 tungkol sa C, bilang isang tuwid na linya ay nagpapakita sa amin, ngunit higit sa +100 tungkol sa C. Ang anomalyang ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga link ng tubig sa pagitan ng mga molekula ng tubig. Otzhe, para sa hindi pangkaraniwang mga isip (0-20 o C) tubig є inang bayan sa likod ng phase mill.