Металлическая связь 9 класс: Образование металлической связи — урок. Химия, 8–9 класс.

Содержание

Образование металлической связи — урок. Химия, 8–9 класс.

Все металлы имеют сходные свойства: у них характерный металлический блеск, высокая ковкость, хорошая электропроводность и теплопроводность.

 

    

Рис. \(1\). Цинк                                           

 

Рис. \(2\). Золото

  

Эти свойства металлов обусловлены наличием у них особого вида химической связи — металлической связи.

 

Особенность атомов металлов — небольшое число электронов на внешнем уровне и сравнительно большие радиусы. Поэтому атомы металлов в отличие от атомов неметаллов легко отдают наружные электроны и превращаются в положительные ионы:

 

Me−ne_→Men+.

 

Оторвавшиеся от атомов электроны перемещаются от одного иона к другому. Соединяясь с ионами, электроны временно превращают их в атомы:

 

Men++ne_→Me.

 

Потом электроны снова отрываются и присоединяются к другим ионам и так далее.

Эти процессы происходят бесконечно, что можно выразить общей схемой:

 

Me−ne_⇄Men+.

 

Между электронами и положительными ионами возникает электростатическое взаимодействие. Отрицательные электроны и положительно заряженные ионы металла притягиваются.

Суть металлической связи заключается в притяжении положительных ионов металлов и обобществлённых электронов.

Кристаллическая структура металла — это катионы металла, вокруг которых свободно движется обобществлённое электронное облако, принадлежащее всему куску металла.

 

Рис. \(3\). Строение кристалла металла

 

Наличие свободных электронов в металлах обуславливает их общие физические свойства. Металлы хорошо проводят тепло и электрический ток, имеют характерный блеск и ковкость.

 

Число внешних электронов у атомов металлов различается. Оно равно номеру группы Периодической системы, в которой находится металл. Так, у щелочных металлов  способен отрываться от атома один электрон, а у алюминия таких электронов три:

 

K−e_⇄K+;

 

Al−3e_⇄Al3+.

 

Металлическая связь характерна для чистых металлов и для смесей различных металлов — сплавов  (бронза, сталь, чугун, латунь и т. д.), если они находятся в твёрдом или жидком состоянии.

 

      

Рис. \(4\). Сталь                                                

 

 Рис. \(5\). Изделия из латуни

  

В парообразном состоянии атомы металлов связаны между собой ковалентной связью. Например, парами натрия заполнены лампы жёлтого цвета для уличных фонарей. Натрий в газообразном состоянии образует двухатомные молекулы. Молекулы натрия неустойчивы, так как при их образовании атомы не получают

восьмиэлектронный внешний слой.

Источники:

Рис. 1. Цинк https://image.shutterstock.com/image-photo/close-zinc-metal-using-be-600w-1496747426.jpg

Рис. 2. Золото https://cdn.pixabay.com/photo/2014/11/01/22/33/gold-513062_960_720.jpg

Рис. 3. Строение кристалла металла © ЯКласс

Рис. 4. Сталь https://cdn.pixabay.com/photo/2020/08/30/04/58/steel-tube-5528518_960_720.jpg

Рис. 5. Изделия из латуни https://cdn.pixabay.com/photo/2016/11/15/18/46/sanitary-engineering-1827125_960_720.jpg

Металлическая связь. Химия, 8–9 класс: уроки, тесты, задания.

1. Валентные электроны

Сложность: лёгкое

1
2. Верные утверждения

Сложность: лёгкое

1
3. Определи тип связи

Сложность: лёгкое

1
4. Свойства веществ с металлической связью

Сложность: лёгкое

2
5. Ряды веществ

Сложность: среднее

2
6. Физические свойства веществ

Сложность: среднее

2
7. Металлической связи не характерно

Сложность: среднее

2
8. Сравнение металлической и ковалентной связей

Сложность: среднее

3
9. Вычисление массы электронов по количеству металла

Сложность: сложное

3

Урок по теме «Металлическая связь»

Тема урока » Металлическая связь»

Цель урока: Сформировать знания о металлической связи

Задачи урока:

Обучающие

1.Формировать знания о металлической связи и строении кристаллов металла.

2.Формировать умение объяснять свойства металлов , исходя из типа химической связи, находить черты сходства и различия с ковалентной и ионной.

Развивающие

1. Продолжить формирование монологической речи учащихся, внимания, памяти (зрительной, слуховой), логического и образного типов мышления.

2.Продолжить развивать умение работы с периодической системой Д.И.Менделеева, с опорным конспектом, с цифровым материалом презентации

Воспитательные

  1. Продолжить формирование положительной мотивации к учению курса химии.

  2. Формировать умение оценивать свою работу

  3. Формировать умение отстаивать свою точку зрения, презентовать результаты своей работы

Ход Урока

I Организационный момент( 1 мин).Приветствие. На столах- учебник, рабочая тетрадь, ноутбук, коллекции металлов и сплавов, тест и инструктивная карточка.

II Проверка знаний(10минут)

Фронтальная беседа:

-Какие виды связи нами уже изучены?

-Что такое ионная связь? Между атомами каких элементов она возникает?

-Какими свойствами обладают вещества с ионным типом решеток?

-Дайте понятие ковалентной связи?Между атомами каких элементов она возникает?

-Какие виды классификации ковалентной связи вам известны?

-Давайте проверим себя по этим вопросам.

Тест»Ионная и ковалентная химическая связь»

Взаимопроверка, критерии и ответы на доске(работы сдать)

III Актуализация знаний

Среди формул веществ выберите те, которые не относятся к ковалентной и ионной связям…….

Это металлы. Ребята, у вас на столах лежат образцы металлов и сплавов. Почему они являются твердыми и прочными? Что удерживает атомы металла в единое целое? Какими свойствами обладают металлы и от чего это зависит? Это и предстоит сегодня выяснить на уроке.

IV Изучение нового материала

Тема урока «Металлическая связь»

— На столах у вас инструктивная карточка Ознакомьтесь с ней. В ходе урока вы слушаете мое объяснение. Выступление одноклассников, работаете со справочным материалом презентации,образцами металлов,делаете записи согласно вопросам инструктивной карточки. При работе с образцами металлов соблюдайте правила ТБ.Обратимся к положению металлов в ПС и строению их атомов.(опорный конспект):

-1-3 электрона (иск. мет.из4, 5. 6 группах)

-большой радиус атома

-атомы металлов имеют большое количество свободных орбиталей, например, у натрия (s p d орбитали)-9орбиталей.При сближении атомов их свободные орбитали перекрываются, и валентные электроны могут перемещаться с орбитали одного атома на свободные и близкие по значению энергии орбитали соседних атомов.

_Атом, потерявший электрон, превращается в положительный ион .Таким образом,в металле появляются электроны, которые непрерывно перемещаются между ионами и становятся общими(их называют обобществленными)

Схема металлической связи M — ne——M (слайд №1)(Для металлов и сплавов)

-записать для натрия, алюминия.

-Что называется металлической связью?(Запишите определение металлической связи (стр.38)

Модель кристаллической решетки(магнитная)

У металлов особое строение кристаллов-металлическая кристаллическая решетка.(какие частицы в узлах решетки — ион- атом ; какими частицами осуществляется связь между ними- обобществленными электронами, которые принадлежат всему кристаллу. Электроны электростатически притягиваются к катионам металлов.Притяжение идет по всем направлениям.. Поэтому решетка прочная и стабильная.

Металлическая связь и металлическая решетка определяют все свойства металлов(см.опорный конспект).Давайте познакомимся с ними подробнее.Регламент 2-3 минуты.

_

1.Металлический блеск(слайд 3). на доске вывешиваются знаки Hg Ag Pd. Сравните железо и алюминий в порошке и пластиной( коллекция).Сравните железо и алюминий в порошке и пластиной( коллекция). Электроны, заполняющие межатомное пространство, отражают световые лучи, а не пропускают, как стекло, поэтому все металлы в кристаллическом состоянии имеют металлический блеск. Причем для большинства металлов в равной степени рассеиваются все лучи видимой части спектра, поэтому они имеют серебристо- белый или серый цвет. Только золото и медь в большей степени поглощают короткие волны(близкие к фиолетовому цвету) и отражают длинные волны светового спектра, поэтому имеют жёлтый и медный цвета. Самые блестящие металлы – ртуть, серебро, палладий. В порошке все металлы кроме Al и Mg, теряют блеск и имеют черный или тёмно – серый цвет.

Россия занимает 1 место в добыче палладия.

Кстати, в земной коре больше всего алюминия 8%, для сравнения золота- 5 миллиардных частей процента.

2.Тепло-и электропроводность (слайд 4)AgCuAuAl, MnHgPbW. коллекция-алюминий, медь.Высокая электро- и теплопроводность металлов обусловлена их строением. Хаотически движущиеся в металле электроны под воздействием приложенного электрического напряжения приобретают направленное движение, в результате чего возникает электрический ток. При повышении температуры металла возрастают амплитуды колебаний атомов и ионов, находящихся в узлах кристаллической решётки. Это затрудняет перемещение электронов, электрическая проводимость металлов падает. При низких температурах колебательное движение, наоборот, сильно уменьшается и электрическая проводимость металлов резко возрастает. Вблизи абсолютного нуля сопротивление у металлов практически отсутствует, у большинства из них появляется сверхпроводимость. Наибольшую электропроводность имеют серебро, медь, а также золото, алюминий, железо; наименьшую – марганец, свинец, ртуть.Чаще всего в той же последовательности, как и электропроводность, изменяются и теплопроводность металлов. Она обусловлена большой подвижностью свободных электронов, которые, сталкиваясь с колеблющимися ионами и атомами, обмениваются с ними энергией. Поэтому происходит быстрое выравнивание температуры по всему куску металла.

Что точнее измеряет температуру тела-электронный или ртутный термометр?(ртутный более точен в показаниях).

3.Пластичность(слайд 5), Au Hg Cu Механическое воздействие на кристалл с металлической решёткой вызывает только смещение слоев атомов и не сопровождается разрывом связи, поэтому металлы характеризуются высокой пластичностью.(ОПЫТ сравнить с двумя стеклами).

Аналогичное воздействие на твёрдое вещество с ковалентными связями (атомной кристаллической решёткой) приводит к их разрыву. Разрыв связей в ионной решётке приводит к взаимному отталкиванию одноимённых заряженных ионов. Поэтому вещества с атомными и ионными кристаллическими решётками хрупкие.

—Знаете ли вы, что Согласно рекомендациям международного олимпийского комитета в золотых медалях 6 граммов золота ввиде нанесения. Поэтому можно сказать, что медаль и з серебра.

4.Твердость (слайд 6), Cr-твердый ,мягкие-Na K(нож) . Все металлы, кроме ртути, при обычных условиях – твёрдые вещества. Однако это свойство различно у каждого из металлов. Самые мягкие – натрий, калий и индий – можно резать ножом, самый твердый – хром – царапает стекло. (выступление учащегося.)

-Знаете ли вы, в чистом виде золото очень мягкое, можно царапть носгтем..В ювелирной промышленности золото смешивают с медью.

5Плавкость( слайд 7)W-тугоплавкий, Na-легкоплавкий (выступление учащегося.)Самый тугоплавкий -вольфрам.

Знаете ли Вы, что вольфрам Закипает при температуре 5900 градусо, плавится при 3380 градусов.(коллекция с вольфрамом)

6.Плотность ( слайд 8)Pt -тяжелый (плотность >5г/см3), K-легкий (плотность <5г/см3) Металлы делятся на лёгкие(с плотностью до 5 г/см 3 ) и тяжелые ( с плотностью больше 5 г/см 3 ). К лёгким, например, относятся Li, Na, k, Mg, Al, к тяжёлым — Zn, Cu, Sn, Pb, Ag, Au. Щелочные хранятся под слоем керосина.

Металлическая связь и решетка присуща сплавам(Ильина)

СПЛАВЫ- это однородная смесь, образующаяся при сплавлении нескольких металлов.Разнообразие сплавов представлены на слайде №9 .Обратите внимание, какие сплавы у вас на столах? (ответы-латунь, нейзильбер, бронза, сталь)Ильина М.

-Как вы думаете, если у кого больше преимуществ- у металлов или сплавов? Какие?

8.Откройте , пожалуйста,(слайд 10).

— Краеведческий материал .Металлы на предприятиях Ярославской области.(презентация)(выступления учащихся)

—В качестве справки: Если вас интересует химия металлов, то куда можно пойти учится? (выступление учащегося)

IV Закрепление и обобщение материала

Мы с вами убедились. что при всем многообразии металлов, у всех черты сходства.(записи в тетради)

-Что сближает металлическую связь с ионной и ковалентной?

Сходство с ионной — участвуют катионы металлов.

Сходство с ковалентной- обобществление электронов.

ОБЩИЙ ВЫВОД: Какую причинно-следственную зависимость мы сейчас проследили на примере металлической связи?

СТРОЕНИЕ АТОМОВ ХИМ,ЭЛЕМЕНТОВ, ОБРАЗУЮЩИХ ПРОСТОЕ ВЕЩЕСТВО—-ВИД ХИМ,СВЯЗИ—-ТИП КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ—-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.

V Домашнее задание. пар5, повт.пар.3,4,вопросы 1-4 устно, кроссворд для 9 класса по теме «металлы»

VI Подведение итогов ( оценка выступлений)

Мир металлов глазами химика. 9 класс. Разработка урока

Урок 2 «Мир металлов глазами химика» является начальным звеном изучения темы «Металлы» (24 часа) по программе О.С. Габриеляна.

В классе есть несколько учащихся, интересующихся химией, предмет привлекателен для них практической направленностью, разнообразием смены деятельности, наглядностью при изучении материала.

Тип урока: изучение нового материала

Вид урока: урок-исследование

Цели урока: изучить положение металлов в П.С.Х.Э., раскрыть причины общих физических свойств металлов.

Виды познавательной деятельности: Постановка проблемы, наблюдение за экспериментом, умение выделять главное, сравнивать, обобщать, логически излагать мысли.

Способы управления познавательной деятельностью: Ознакомление с целями и задачами урока, видом контроля.

Формы организации учебной деятельности:индивидуальная и групповая деятельность, лабораторный опыт.

Методы организации учебной деятельности:беседа, демонстрационный эксперимент, метод проблемная ситуация.

Средства обучения:          

  1. Учебники: О.С. Габриелян «Химия»9 кл.
  2. Коллекции образцов металлов, алюминиевая фольга, железный гвоздь, спиртовка, елочная игрушка, зеркало, стеклянные пластинки, периодическая система.
  3. Средства ТСО: компьютер, проектор, экран.
  4. Программное обеспечение: Power Point.

Этапы урока

1. Организациооный момент. Введение.

Интересные факты-загадки о металлах: (слайд№2)

  1. Этот элемент особенно нужен растущему детскому организму. У взрослого человека без него ломаются кости, не свертывается кровь, сердце работает плохо. Моллюск без него дома не построит, черепаха без крыши останется, а курице и яйцо упаковать не во что будет. (Кальций)
  2. Если вы разбили термометр, то не играйте блестящей капелькой. Ее пары ядовиты. (Ртуть)
  3. Название данного химического элемента с древнеармянского языка переводится как «капнувший с неба», но на нас он уже с неба не капает, хотя наш организм в нем нуждается. (Железо)
  4. Вещество, образованное данным химическим элементом, обладает бактерицидным действием. Известно, что в древности хранили воду в сосудах, изготовленных из этого вещества, поэтому она долго не портилась. (Серебро)
  5. Вещество, образованное данным химическим элементом, чрезвычайно стойко химически и в тоже время совместимо с тканями человека. Поэтому он незаменим в восстановительной хирургии. (Тантал)

Вопрос учителя: К какой группе химических элементов относятся перечисленные на слайде? (металлы)

Сообщение темы и цели урока.

II. Подготовка к основному этапу усвоения учебного материала.

Алхимики считали, что» семь металлов создал свет по числу семи планет». Назовите эти элементы и соответствующие им планеты. (Учебник стр. 22)

Выслушав ответы, читаем отрывок из записок алхимика (перевод Н. Морозова):

Семь металлов создал свет
По числу семи планет:
Дал нам космос на добро медь, железо, серебро,
Злато, олово, свинец…
Сын мой. Сера их отец.
И спеши, мой сын, узнать:
Всем им ртуть — родная мать.

Вопрос учителя: Что означает слово Металл? Каков его смысл? (слово металл может означать химический элемент и простое вещество.)

Схема:


Учитель: Что такое химический элемент? (совокупность атомов) Совместно с учащимися выясняем особенности строения атомов металлов на основании их положения в ПСХЭ.

Учитель: Если провести диагональ от В к At через элементы главных подгрупп, то по этой диагонали (B-Si-As-Te-At) и над ней будут располагаться неметаллы, а под ней- металлы. В итоге из 110 элементов ПС к металлам относятся 88 элементов. Однако, деление элементов на металлы и неметаллы условно. Так, например, металл германий обладает многими неметаллическими свойствами. Хром, алюминий и цинк — типичные металлы, но образуют соединения, в которых проявляют неметаллические свойства: NaAlO2, K2ZnO2, K2CrO4, K2Cr2O7. Из положения металлов в ПС можно определить и особенности строения их атомов: (слайд №3)

  1. Небольшое число электронов на внешнем уровне.
  2. Сравнительно большой атомный радиус
  3. Способность отдавать внешние электроны и проявлять восстановительные свойства. (Проблема: почему бор, атомы которого имеют три электрона на внешнем уровне, но проявляют типичные неметаллические свойства?)

Вспомним, как соединяются атомы металлов между собой. Атомы металлов соединяются за счет металлической связи. Металлическая связь — это связь в металлах и сплавах между атом-ионами металлов, расположенных в узлах кристаллической решетки, осуществляемая обобществленными электронами. (Демонстрация моделей кристаллических решеток металлов)

Схема связи: атом Ме —пЕ= ион Ме

Делаем общий вывод: что такое металл как химический элемент?

Под химическим элементом — металлом будем понимать вид атомов, способных легко отдавать электроны, а также образовывать простые вещества с характерными физическими свойствами.

III. Усвоение новых знаний и способов действия

Переходим к изучению физических свойств простых веществ-металлов.

Проводим лабораторный опыт «Изучение образцов металлов»

На каждом столе имеются 4 пластинки из различных металлов. Каждую пластинку учащиеся рассматривают, пытаясь распознать металлы, называют их отличительные признаки. Результаты наблюдений заносят в таблицу (Приложение №1)

Великий русский ученый М. В.Ломоносов так говорил о металлах: «Металлом называется твердое, непрозрачное и светлое тело, которое на огне плавить и холодное ковать можно». О каких физических свойствах металлов здесь идет речь? (Cлайд №4)

Ковкость (пластическая деформация) Под пластической деформацией металла следует понимать изменение внешней формы под воздействием механических факторов, не приводящих к разрушению его на части. Для того чтобы понять это явление, учащиеся проводят эксперимент. Две стеклянные пластинки накладывают друг на друга. Их легко разъединить. Затем на поверхность пластин наносят несколько капель воды. Пластины легко скользят одна относительно другой, но с трудом отрываются друг от друга.

В качестве подтверждения пластичности металлов приводим интересные сведения о золоте. (Сообщение учащегося).

Следующее свойство – твердость. Металлы бывают мягкие и твердые. Калий, натрий (демонстрация) можно резать ножом. Из вольфрама и хрома изготавливают режущие, бурильные инструменты. По внешним признакам определяем твердость пластин. Данные в таблицу.

Обратите внимание на внешний вид пластин, посмотрите в зеркало. Какое свойство металлов используют при изготовлении зеркал, елочных игрушек? Металлический блеск, непрозрачность. По металлическому блеску на первом месте стоит серебро. Сравнить блеск гранулы цинка и порошка цинка. Данные в таблицу.

Следующее свойство металлов — электропроводность и теплопроводность. Наиболее электропроводные металлы: серебро, медь, золото. Наиболее теплопроводные — серебро, медь, алюминий, железо.

Важное свойство металлов — их температура плавления. Учащиеся проводят эксперимент: нагревают железный гвоздь и алюминиевую фольгу. Почему фольга изменяет форму, а гвоздь нет? ( Температура пламени спиртовки не позволяет расплавить железо). Итак, металлы бывают легкоплавкие и тугоплавкие, (см. слайд №4).

Плотность металлов различна. Самым легким является литий, его плотность 0,54 г/см3, а самым тяжелым — осмий, плотность которого 22,6 г/см3. (Повторяем общие физические свойства металлов по слайду.)

Учитель: Чем обусловлены общие свойства металлов? (Особенностью строения кристаллической решетки) Например, пластичность определяется способностью слоев кристаллической решетки смещаться друг относительно друга без разрыва связи. (Скольжение) Металлический блеск объясняется способностью электронов кристаллической решетки отражать световые лучи, а не пропускать их, как стекло. Электро-и теплопроводность металлов объясняется присутствием свободных электронов, которые направленно перемещаются под действием электрического тока. Большие различия в твердости, температурах плавления и кипения отдельных металлов свидетельствуют о значительной разнице в энергии металлической связи. В чем причина общих физических свойств металлов? Выслушиваем ответы учащихся. Используя полученные знания, школьники, называют металлы, которые они исследовали в ходе лабораторного опыта (железо, цинк, медь, алюминий).

IV. Первичная проверка степени усвоения материала

Проверяем полученные знания через тестовую работу, самоконтроль. (Слайд № 5,6)

В заключение, определяем значимость металлов в жизни человека. (Слайд № 7)

Люди каких профессий работают с металлами?

V. Рефлексия

Будет ли ваша жизнь или ваша будущая профессия, каким-то образом связана с металлами?

VI. Подведение итогов

Итак, на сегодняшнем уроке мы убедились в огромном значении металлов для нашей жизни, выяснили особенности физических свойств металлов как простых веществ. Также необходимо отметить вашу продуктивную деятельность на уроке. Вы не только разобрались в вопросах темы, провели мини — исследование, но сумели его проанализировать, сделать выводы и оформили результаты.

Домашнее задание: п. 5–6, творческое задание о металлах (ребус).

Металлическая, водородная связь. Единая природа химической связи

Ковалентная химическая связь

Химия. 11 класс Тема «Строение вещества» Ковалентная химическая связь Сазонов В.В., учитель химии МОУ средней общеобразовательной школы д.васькино Нижнесергинского района Свердловской области Наша цель:

Подробнее

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ/ часть 3

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ/ часть 3 S * F F F F 3s 2 3p 3 3d 1 2s 2 3p 5 2s 2 3p 5 2s 2 3p 5 2s 2 3p 5 3s Строение молекулы SF 4 3p 3d 1) Тип гибридизации АО (S): sp 3 d. 2) Расположение АО в пространстве — тригональная

Подробнее

Общая характеристика металлов

Общая характеристика металлов Сазонов В.В., учитель химии МКОУ средней общеобразовательной школы д. Васькино Нижнесергинского района Свердловской области Цель урока Повторить общие сведения о строении,

Подробнее

Лекция 2. Химическая связь

Лекция 2. Химическая связь Лектор: асс. каф. ОНХ Абрамова Полина Владимировна еmail: [email protected] «Вопрос о природе химической связи — сердце всей химии» Брайк Кроунфорд мл. ПЛАН ЛЕКЦИИ I. Химическая

Подробнее

взаимодействия. кристаллических веществ.

Лекция 2 Межмолекулярные взаимодействия. Структура простых кристаллических веществ. План лекции 1. Классификация ван-дер-ваальсовых сил. 2. Водородная связь. 3. Классификация кристаллических тел.. 4. Плотнейшие

Подробнее

Лекция 3. Химическая связь

Химия 1.2 Лекция 3. Химическая связь Лектор: асс. каф. ОХХТ к.х.н. Абрамова Полина Владимировна еmail: [email protected] «Вопрос о природе химической связи — сердце всей химии» Брайк Кроунфорд мл. ПЛАН ЛЕКЦИИ

Подробнее

Авторы: А. А. Каверина, Ю. Н. Медведев, Г. Н. Молчанова, Н. В. Свириденкова, М. Г. Снастина, С. В. Стаханова

УДК 373.167.1:54 12+ ББК 24я72 Я11 Авторы: А. А. Каверина, Ю. Н. Медведев, Г. Н. Молчанова, Н. В. Свириденкова, М. Г. Снастина, С. В. Стаханова Модульный курс «Я сдам ЕГЭ!» создан авторским коллективом

Подробнее

Атом углерода Химия. 10 класс

Атом углерода Химия. 10 класс Сазонов В.В., учитель химии МОУ средней общеобразовательной школы д.васькино Нижнесергинского района Свердловской области План изучения темы 1. Строение атома углерода. 2.

Подробнее

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ В 1861г. А.М. Бутлеров выдвинул теорию химического строения, основу которой составляют следующие положения: 1. Атомы в молекулах соединены друг с другом в определённой

Подробнее

Химическая связь Строение молекул

Химическая связь Строение молекул Афонина Любовь Игоревна, канд. хим. наук, доцент кафедры химии НГТУ, научный сотрудник ИХТТМ СО РАН Ионная связь (600 800 кдж/моль) Это предельный случай полярной ковалентной

Подробнее

ХИМИЯ МЕТАЛЛОВ

ХИМИЯ МЕТАЛЛОВ 1. Какая из электронных формул отражает строение атома натрия: 1. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; 2. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 ; 3. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ; 4. 1s 2 2s 1. 2. Какие

Подробнее

Инструкция по выполнению работы

Тренировочная работа 1 по ХИМИИ Химия. 11 класс. Вариант 1 2 Инструкция по выполнению работы Район. Город (населенный пункт). Школа. Класс Фамилия. Имя. Отчество 24 октября 2012 года 11 класс Вариант 1

Подробнее

Зачет по теме «Химическая связь» 11класс

Зачет по теме «Химическая связь» 11класс 1. В аммиаке и хлориде бария химическая связь соответственно 1) ионная и ковалентная полярная 2) ковалентная полярная и ионная 3) ковалентная неполярная и металлическая

Подробнее

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ Лекция 4, 5

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ Лекция 4, 5 Понятие химической связи Химическая связь это различные виды взаимодействий, обусловливающих существование многоатомных соединений (молекул, ионов, радикалов, кристаллов).

Подробнее

Свойства металлов. Лекция 3

Свойства металлов Лекция 3 Металл (название происходит от лат. metallum шахта) один из классов элементов, которые в отличие от неметаллов, обладают характерными металлическими свойствами. Металлами являются

Подробнее

Инструкция по выполнению работы

Тренировочная работа 1 по ХИМИИ Химия. 11 класс. Вариант 1 m00090 2 Инструкция по выполнению работы Район. Город (населенный пункт). Школа. Класс Фамилия. Имя. Отчество 24 октября 2012 года 11 класс Вариант

Подробнее

Типы кристаллических решёток 4

структуру). Атомы и молекулы в кристаллах расположены упорядоченно и колеблются вблизи определённых точек пространства, называемых узлами кристаллической решётки. Однако в зависимости от того, какие частицы

Подробнее

Пояснительная записка

Пояснительная записка Рабочая тетрадь рекомендована для студентов очной формы обучения, реализующих образовательную программу среднего (полного) общего образования технического профиля. Данная рабочая

Подробнее

Проверка домашнего задания

Проверка домашнего задания Электронная формула ХЭ 118 1s 2 2s 2 2р 6 3s 2 3р 6 3d 10 4s 2 4р 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 5f 14 6s 2 6p 6 6d 10 7s 2 7p 6 Проверка домашнего задания Электронное строение

Подробнее

Пояснительная записка

Пояснительная записка Рабочая программа по химии для 8 класса составлена на основе Основной образовательной программы МОУСОШ 9 и авторской программы О.С.Габриеляна «Программы курса химии для 8-11 классов

Подробнее

Презентация урока химии в 11 классе «Металлическая связь. Водородная связь»

26 октября:

Металлическая связь.

Водородная связь.

Проверочная работа

1. КПС в веществе, формула которого:

1)H 2 O

2)O 2

3)NaCl

4)Mg

2. Химическая связь в бромиде кальция:

1)ИС

2)КПС

3)КНПС

3.Химическая связь, возникающая за счет образования общих электронных пар между атомами с незначительно отличающимися электроотрицательностями:

1)ИС

2)КПС

3)КНПС

4. Химическая связь в хлороводороде:

1)ИС

2)КПС

3)КНПС

5. В каком из веществ имеется и ионная и ковалентная полярная связь одновременно:

1) H 2 SO 4

2) HClO 3

3)NaOH

4)C 2 H 5 OH

6. Вещество хорошо растворимо в воде и его раствор проводит электрический ток. Вещество обладает высокой температурой плавления, очень твёрдое. У этого вещества кристаллическая решётка:

1)Атомная

2)Ионная

3)Молекулярная

7. Кристаллическая решётка льда:

1)Атомная

2)Ионная

3)Молекулярная

8 . На какой схеме приведён донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи:

1)А + В A B

2) А + В A B

3) А + В A B

9.По кратности ковалентную связь можно классифицировать как:

1)Полярную и неполярную

2)Одинарную и двойную

3)Обменная и донорно-акцепторная

10. Верны ли следующие суждения:

А) Электроотрицательность – это способность атомов отдавать свои валентные электроны

Б) Ионная связь образуется между атомами с резко отличающимися электроотрицательностями.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

Ответы

1

6

2

1

7

2

3

1

3

8

2

3

4

9

2

5

2

10

3

2

..

..

ИС

переход

КПС

Металл-неметалл

КНПС

Неметалл-неметалл

Na 0 • + •Cl 0

H 0 • + •Cl 0

Простые вещества неметаллы

Na +  : Cl —

Общая электронная пара

H 0 • + •H 0

H δ+ : Cl δ-

Силы

Общая электронная пара

электростатического

Смещение общей

притяжения

электронной пары

H : H

δ+ и δ-

Катион Анион

Частичные заряды

Нет смещения общей

Ионы

электронной пары

..

..

..

..

Сравните механизмы образования ИС, КПС и КНПС.

А

А

·

·

δ-

δ+

В

·

А

·

+

M

·

H

·

Металлическая связь – это связь в металлах и их сплавах, которая осуществляется относительно свободными валентными электронами между атомами и ионами (атом-ионами) металлов.

Металлическая кристаллическая решётка – это кристалл в узлах которого находятся атомы или ионы металла между которыми перемещаются относительно свободные валентные электроны.

Особенности атомов металлов:

  • На внешнем уровне 1-3 электронов.
  • Большой радиус атома.
  • Большое число свободных орбиталей.
  • При сближении атомов металлов свободные орбитали перекрываются и валентные электроны свободно перемещаются по ним.
  • Атомы металла превращаются в ионы, а ионы в атомы – постоянный процесс в металлах: Ме 0 – ē Me +
  • Совокупность относительно свободных валентных электронов металлов обеспечивают связь между атомами и ионами металлов.

Металлический блеск

Электропроводность

Теплопроводность

Пластичность, ковкость

4. Механическое воздействие на кристалл с металлической связью вызывает смещение слоёв атомов, однако, благодаря перемещению электронов по всему кристаллу, разрыв связей не происходит. Для металлов характерна высокая пластичность. Золото, например, можно прокатывать в листы толщиной не более 0,003 мм, которые используются для позолоты различных предметов.

Водородная связь

Водородная связь

ДНК

Аденин===Тимин

Гуанин≡≡≡Цитозин

Вторичная структура белка

Тип кристал-лической решётки

Частицы в узлах

Ионная

Химическая связь между частицами

Атомная

Свойства веществ

Молеку-лярная

Примеры веществ

Метал-лическая

Тип кристал-лической решётки

Ионная

Частицы в узлах

Химическая связь между частицами

Атомная

ионы

Свойства веществ

ионная

атомы

Молеку-лярная

Ковалентная

Полярные молекулы

Примеры веществ

Оч.твёрдые, оч.тугоплавкие, растворимые в воде, электролиты.

Оч.твёрдые, тугоплавкие, нерастворимые в воде

Слабые электроста-тические и межмолеку-лярные силы

Неполяр-ные молекулы

Метал-лическая

Низкие температуры плавления

Слабые межмолеку-лярные силы

Атомы и ионы металла

Оч.низкие температуры плавления

Метал-лическая

Металлический блеск, тепло- и электропроводность, пластичность

Домашнее задание:

Учить § 5-6.

Ответить на вопросы в конце параграфов

Конспект урока Металлическая химическая связь

Урок химии в 8 классе по теме «Металлическая химическая связь» (с использованием технологии критического мышления).

Цели урока:

Образовательные:

  • познакомить учащихся с металлической связью, знать определение металлической связи;

  • уметь объяснять свойства металлов, исходя из типа химической связи, находить черты сходства и различия ее с ковалентной и ионной связью;

Развивающие:

  • создание условий для развития умения самостоятельно приобретать знания, используя различные источники информации;

  • развитие критического мышления, памяти, внимания, наблюдательности.

Воспитательная: воспитание положительной мотивации учения, правильной самооценки и чувства ответственности.

Тип урока: — изучение нового материала.
Оборудование: ПК, медиапроектор, на доске — формулы веществ на магнитах, на каждом столе у учащихся – мини-лекция, образцы металлов и сплавов, листки чистой бумаги, бланк с заданиями.

Ход урока

1. Стадия вызова —  Добрый день, ребята! Садитесь. Мне приятно видеть вас снова на уроке химии.

— Я уверена, что наша работа будет плодотворной. Вы все сможете достигнуть положительного результата в учебном труде. Вы все успешны. Но для этого надо трудиться. Как сказал Плавт, римский драматург: «Кто хочет съесть ядро ореха, должен расколоть его скорлупу» (слайд 1)

 СОСТАВЛЕНИЕ КЛАСТЕРА ( ПУЧОК)

Задачи этой стадии:

  • самостоятельное определение учащимися направлений в изучении темы, тех ее аспектов, которые хотелось бы обсудить и осмыслить;

  • самостоятельная актуализация по теме и пробуждение познавательной активности;

на этой фазе работы заслушивается коллективное мнение, знание об этом понятии и выявляются  остаточные знания.
На этом этапе не дается  оценка знаний. Но кластер пока с доски не стирается.
Учитель ставит перед ребятами вопрос: « А соответствуют ли ваши  представления научным понятиям?» и ставит учебную задачу.

Учитель: Что мы изучаем с вами в течение нескольких уроков? Ученики: Химическую связь. Учитель: Что мы знаем о химической связи? Ученики: Типы химических связей, их механизмы образования . Учитель: Какие типы химических связей мы изучили? Ученики: Ионную и ковалентную: неполярную и полярную. Учитель: Какую химическую связь называют ионной? Ковалентной? Какая связь называется ковалентной неполярной и полярной? Ученики дают определение типам связи. Учитель: Ребята, на доске даны формулы веществ распределите их по типам связи. Формулы веществ: NaCl , O2 , HCl , Na , K2S , H2S, Mg , H2 ,Al . У каких веществ вы затруднились определить тип химической связи? Что это за вещества, определите по периодической системе? А если образуется простое вещество металл? Какой вид связи может быть в этих веществах?

(предположение: металлическая)

Верно. И тема урока сегодня: «Металлическая химическая связь» (Слайд 2)(запись в тетрадях)

Химическая связь

Типы химической связи

↙ ↓ ↘

? Ионная Ковалентная

Металлическая ↙ ↘

Неполярная Полярная Учитель: Ребята, у вас на столах лежат образцы металлов и сплавов. Внимательно рассмотрите их. – Вы уже знаете, как взаимодействуют между собой атомы металлов и неметаллов, а также атомы неметаллов между собой.
– Сегодня мы рассмотрим, как будут взаимодействовать атомы металлов между собой. Почему металлы существуют в виде слитка, куска или металлического изделия?
– Что удерживает атомы металла в единое целое?
– Какими свойствами обладают металлы и от чего они зависят – мы с вами должны ответить на этом уроке (Слайд 3)
– Целью нашего урока является: (Слайд 4)

  • Сформировать понятие о металлической связи.

  • Изучить механизм образования связи.

  • Познакомиться со свойствами металлов.

2. СТАДИЯ ОСМЫСЛЕНИЯ
Учащимся предлагается новая информация, которую они должны отработать.
Задачи этой стадии:

  • организация активной работы с информацией, увязать их уже с имеющимися знаниями

  • активно отслеживать свое понимание (каждому)

Эта технология связана с текстом и письмом. Требования к тексту: 7-10 минут прочтения. Текст-это последовательность осмысленных высказываний, передающих информацию, объединенных общей темой, обладающих свойствами связности и целостности.  Текст должен быть адаптирован,  Читая текст, обсуждают в парах, взаимоопрос.

Мини-лекция.

Металлы – это элементы 1-3 групп главных подгрупп, а также всех побочных подгрупп периодической системы. Они хорошо проводят электрический ток. С чем это связано? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо установить особенности их строения. Что мы сегодня и сделаем.

Атомы металлов на внешнем энергетическом уровне имеют небольшое число электронов, поэтому они стремятся их отдать. Хорошо, если есть неметалл, который их примет. А если его нет, что тогда?

В куске металла, слитке или металлическом изделии атомы металла отдают внешние электроны и посылают их в этот кусок, слиток или изделие, превращаясь при этом в положительные ионы. «Оторвавшиеся» электроны перемещаются от одного иона к другому, временно снова соединяются с ними в атомы, снова отрываются. И этот процесс происходит непрерывно. В куске металла существуют то атомы, то ионы. Их так и называют атом-ионы. Здесь же присутствуют и свободные электроны, которые могут выступать в роли переносчиков электрических зарядов.

А схему образования металлической связи можно записать так: Ме0 – nen+ атомы ионы металла металла

, где n – число внешних электронов, участвующих в образовании связи.

Наблюдается этот вид связи в металлах – простых веществах и сплавах. Таким образом, металлической называется связь в металлах и сплавах между атом-ионами посредством обобществленных внешних электронов. Металлическая связь имеет некоторое сходство с ковалентной связью, так как основана на обобществлении внешних электронов. Однако при образовании ковалентной связи обобществляются внешние неспаренные электроны только двух соседних атомов, в то время как при образовании металлической связи в обобществлении этих электронов участвуют все атомы. Именно поэтому кристаллы с ковалентной связью хрупки, а с металлической, как правило, тверды, пластичны, электропроводны, теплопроводны и имеют металлический блеск. Вопросы для обсуждения: 1.Для каких веществ характерна металлическая связь? 2. Какие частицы участвуют в ее образовании? 3.Как образуется металлическая связь? 4. Запишите в тетрадях схему образования металлической связи. 5.Какие свойства характерны для металлов? 6.В следующих предложениях вставьте пропущенные слова и выражения: «Связь в …………. и ……… между …………. посредством ……………………. электронов называют …………………… .(запишите в тетрадях)

3. СТАДИЯ РЕФЛЕКСИИ – ОСМЫСЛЕНИЕ

Учитель: Итак , ребята возвращаемся к нашей схеме. Какой тип химической связи характерен для данных веществ? Какие частицы участвуют в образовании этой связи? Этот процесс можно представить следующим образом:

(демонстрация слайдов 5-8 презентации)

Дайте определение металлической химической связи. (слайд 9) А сейчас я предлагаю закрепить изученный материал, работая по карточкам. Для организации работы воспользуйтесь алгоритмом. Время на работу 4-5 минут.

Карточка по видам химической связи

Вариант I

Вариант II

Вариант III

Вариант IV

1

CO2

O2

NaCl

Са

2

К2О

NO

К

Br2

3

H2

Na

SiН3

Са2Р3

4

Mg

КI

N2

NH3

Алгоритм работы с карточкой

  1. Из предложенных в карточке формул веществ выбери формулу простого вещества металла.

  1. Запиши схему образования металлической химической связи для выбранного вещества.

  1. Обсуди полученные результаты с соседом по парте.

— Давайте проверим полученные результаты. Желающие работают у доски. (работа у доски)

— Проверим правильность выполнения задания. (демонстрация слайда 10)

— А как будет у алюминия? Попробуйте каждый самостоятельно в тетради, а …выполнит работу у доски.

— Проверим результат (демонстрация слайда 11)

— Особенности металлической связи мы рассмотрели. Ребята еще раз рассмотрите выданные вам образцы металлов и сплавов. Какими общими свойствами они обладают? (слайд12) Как вы думаете , чем обусловлены эти свойства? Правильно, металлической связью, а именно строением атома. То есть зная строение атома мы можем определить свойства вещества.

Молодцы. Я с вами согласна (или несогласна).

— Для подведения итога работы по теме, я предлагаю вам выполнить задание в тестовой форме, чтобы проверить как вы усвоили материал урока. (индивидуальная работа по карточкам с тестовым заданием) Тест

1.Химическая связь – а) взаимодействие между атомами б) взаимодействие между молекулами в) взаимодействие между электронами 2. Связь в металлах и сплавах между атом-ионами посредством обобществленных внешних электронов, называется а) ковалентной б) ионной в) металлической 3.Положительно заряженный ион – это а) катион б) анион в) электрон 4. Вещество, молекула которого образована посредством металлической связи: а) H2 – водород б)Na – натрий в) H2S – сероводород. 5) Схема образования металлической химической связи: а) Э0 – nе → Эn+ б) Э0 + nе → Эn в) Э0 – nе Эn+

(проверка по слайду)

— Обменяйтесь своими работами и проверьте правильность выполнения заданий, используя ключ на экране.

— Кто смог ответить на все вопросы? Вы молодцы!

— На этом знакомство с металлической связью мы заканчиваем.

Запишите задание на дом. (слайд)

— И в завершении урока попробуйте проанализировать свою работу по желанию, начиная словами:  Я научился- Я освоил- Я затрудняюсь- Я не смог- (слайд)

— Вы сегодня молодцы. Все смогли подняться еще на ступеньку выше в своих знаниях химии. Раскололи скорлупу ореха. Я благодарю вас за работу. До свидания.

9.5: Металлическое соединение — Химия LibreTexts

Третий основной тип химической связи — это металлическое соединение . В то время как ионные связи соединяют металлы с неметаллами, а ковалентные связи соединяют неметаллы друг с другом, металлическая связь соединяет большую часть атомов металла . Металлическое вещество может быть чистым элементом (например, алюминиевой фольгой, медной проволокой) или смесью двух или более элементов в сплаве (например, латунные инструменты, ювелирные изделия из «белого золота»). Металлы, как правило, имеют высокие температуры плавления и кипения, что указывает на прочные связи между атомами.Даже мягкий металл, такой как натрий (точка плавления 97,8 ° C), плавится при значительно более высокой температуре, чем элемент (неон), предшествующий ему в Периодической таблице. Однако, в отличие от ионных соединений, металлы обычно податливы, а не хрупки, что позволяет предположить, что они не образуют жесткую решетчатую структуру из противоположно заряженных ионов; однако металлы также не образуют связанных молекул, как ковалентные соединения. Другая модель связывания необходима для объяснения свойств металлических веществ. В 1900-х годах Пауль Дрюде предложил теорию металлических связей « море электронов », моделируя металлы как смесь атомных остовов (атомные ядра = положительные ядра + внутренняя оболочка электронов) и валентных электронов.

Электронное море Модель

Рассмотрим в качестве примера металлический натрий. Натрий имеет электронную структуру 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 . Когда атомы натрия собираются вместе, электрон на 3s-атомной орбитали одного атома натрия может делить пространство с соответствующим электроном на соседнем атоме, чтобы образовать связь — почти так же, как образуется ковалентная связь. Разница, однако, заключается в том, что к каждому атому натрия прикасаются восемь других атомов натрия — и разделение происходит между центральным атомом и 3s-орбиталями на всех из восьми других атомов.К каждому из этих восьми, в свою очередь, прикасаются восемь атомов натрия, которые, в свою очередь, касаются восьми атомов — и так далее, и так далее, пока вы не поглотите все атомы в этом куске натрия. Все из 3s-электронов на всех атомах связаны между собой ненаправленными связями , которые простираются по всему куску металла. Электроны могут свободно перемещаться в куске металла, поэтому каждый электрон отделяется от своего родительского атома. Сообщается, что электронов делокализованы .Металл удерживается вместе сильными силами притяжения между положительными ядрами и делокализованными электронами (рис. \ (\ PageIndex {1} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Металлическая связь: модель электронного моря: положительные атомные ядра (оранжевые кружки) окружены морем делокализованных электронов (желтые кружки).

Иногда его описывают как «массив положительных ионов в море электронов». Если вы собираетесь использовать это представление, будьте осторожны! Металл состоит из атомов или ионов? Он состоит из атомов.+} \).

В расплавленном металле металлическая связь все еще присутствует, хотя упорядоченная структура нарушена. Металлическая связь не разрушается полностью, пока металл не закипит. Это означает, что температура кипения на самом деле является лучшим показателем прочности металлической связи, чем температура плавления. При плавлении связь ослабляется, а не разрывается. Прочность металлической связи зависит от трех факторов:

  1. Число электронов, делокализованных из металла
  2. Заряд катиона (металл).
  3. Размер катиона.

Прочная металлическая связь будет результатом более делокализованных электронов, что приведет к увеличению эффективного ядерного заряда на электронах на катионе, в результате чего размер катиона будет меньше. Металлические связи прочные и требуют большого количества энергии для разрыва, поэтому металлы имеют высокие температуры плавления и кипения . Теория металлической связи должна объяснить, как такое большое количество связей может происходить с таким небольшим количеством электронов (поскольку металлы расположены в левой части периодической таблицы и не имеют большого количества электронов в их валентных оболочках).Теория также должна учитывать все уникальные химические и физические свойства металла.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): Металлическое соединение из магния

Используйте модель моря электронов, чтобы объяснить, почему магний имеет более высокую температуру плавления (650 ° C), чем натрий (97,79 ° C).

Решение

Если вы проработаете тот же аргумент выше для натрия с магнием, вы получите более сильные связи и, следовательно, более высокую температуру плавления.

Магний имеет внешнюю электронную структуру 3s 2 .Оба этих электрона становятся делокализованными, так что «море» имеет , вдвое, электронной плотности, как в натрии. Остальные «ионы» также имеют в два раза больший заряд (если вы собираетесь использовать этот конкретный взгляд на металлическую связь), поэтому между «ионами» и «морем» будет больше притяжения.

Более реалистично, каждый атом магния имеет 12 протонов в ядре по сравнению с 11 натрием. В обоих случаях ядро ​​экранировано от делокализованных электронов одинаковым количеством внутренних электронов — 10 электронов в 1s 2 2s 2 2p 6 орбиталей.Это означает, что чистое притяжение от ядра магния будет 2+, но только 1+ от ядра натрия.

Таким образом, в магнии будет не только большее количество делокализованных электронов, но также будет большее притяжение к ним со стороны ядер магния. Атомы магния также имеют немного меньший радиус, чем атомы натрия, поэтому делокализованные электроны находятся ближе к ядрам. У каждого атома магния также двенадцать ближайших соседей, а не восемь у натрия. Оба эти фактора еще больше увеличивают прочность связи.

Примечание: Переходные металлы обычно имеют особенно высокие температуры плавления и кипения. Причина в том, что они могут вовлекать в делокализацию как 3d-электроны, так и 4s. Чем больше электронов вы можете задействовать, тем сильнее будет притяжение.

Объемные свойства металлов

Металлы обладают несколькими уникальными качествами, такими как способность проводить электричество и тепло, низкую энергию ионизации и низкую электроотрицательность (поэтому они легко отдают электроны с образованием катионов).Их физические свойства включают блестящий (блестящий) вид, а также они пластичны и пластичны. Металлы имеют кристаллическую структуру, но легко деформируются. В модели электронного моря валентные электроны свободны, делокализованы, подвижны и не связаны с каким-либо конкретным атомом. В данной модели может быть:

  • Проводимость : Поскольку электроны свободны, если бы электроны из внешнего источника были вставлены в металлический провод на одном конце (рис. \ (\ PageIndex {2} \)), электроны прошли бы через провод и вышли наружу. на другом конце с той же скоростью.Поскольку проводимость — это движение заряда через материал, из этого следует, что металлы смогут эффективно проводить электричество.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): «Море электронов» может свободно течь вокруг кристалла положительных ионов металлов. Эти текущие электроны могут проводить электрические изменения при приложении электрического поля (например, от батареи). Изображение используется с разрешения (CC-BY-SA; OpenStax и Rafaelgarcia).

  • Ковкость и Пластичность : Электронно-морская модель металлов не только объясняет их электрические свойства, но также их пластичность и пластичность.Море электронов, окружающее протоны, действует как подушка, и поэтому, когда, например, по металлу ударяют молотком, общий состав структуры металла не повреждается и не изменяется. Протоны могут быть перегруппированы, но море электронов приспосабливается к новому образованию протонов и сохраняет металл нетронутым. Когда один слой ионов в электронном море движется вдоль одного пространства относительно слоя под ним, кристаллическая структура не разрушается (как это сделал бы ионный кристалл), а только деформируется (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)) .

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Ковкость металлов обусловлена ​​каждым из движущихся слоев атомов друг относительно друга. Конечная ситуация во многом такая же, как и первоначальная. Таким образом, если мы ударим по металлу молотком, кристаллы не разобьются, а просто изменят свою форму.

  • Теплоемкость : Это объясняется способностью свободных электронов перемещаться по твердому телу. При движении они эффективно передают тепло (то есть кинетическую энергию) через материал.
  • Блеск : Свободные электроны могут поглощать фотоны света в «море», поэтому металлы выглядят непрозрачными. Однако электроны на поверхности могут отражать свет с той же частотой, с которой свет падает на поверхность, поэтому металл кажется блестящим.

Эти наблюдения являются только качественными, а не количественными, поэтому их сложно проверить экспериментально. Теория «моря электронов» сегодня выступает лишь как упрощенная модель того, как работает металлическая связь, но это достаточное первое приближение.

В первом разделе этой главы мы утверждали, что модели химической связи являются идеализированными концепциями, и реальность часто может быть где-то «посередине». Хотя многие соединения можно однозначно определить как «ионные», «ковалентные» или «металлические», существуют и другие возможности. Соединения могут быть полярными ковалентными, обладая как ковалентными, так и ионными связями; другие материалы могут быть полуметаллическими, например многие полупроводники. Понимание упрощенных моделей помогает нам думать, когда мы сталкиваемся с такими веществами, которые не поддаются классификации.

Металлические облигации | Что такое металлическая облигация?

Все элементы стремятся получить восемь электронов в своей внешней оболочке, или валентной оболочке. Чтобы попытаться получить восемь электронов в своей валентной оболочке, атомы всех элементов пытаются образовать связи с другими совместимыми атомами. Они образуют связи, отдавая электроны или деля электроны. В случае простых металлов, таких как натрий, он отдает электрон и получает положительный заряд, а затем образует соединения с такими элементами, как хлор, который получает электрон и отрицательный заряд.Такой вид связи называется ионной связью. Иногда атомы, такие как водород и кислород, разделяют электроны, чтобы заполнить свою валентную оболочку. Такая связь называется ковалентной связью. Иногда большое количество металлических атомов собирается вместе, и многие электроны в их валентной оболочке отделяются и перемещаются вокруг оставшихся положительных ионов, распределяясь между всеми ними. Такой вид связи называется металлической связью. Металлическая связь — это связь, которая удерживает вместе множество металлических атомов в любом металлическом веществе.Обычно самый внешний электрон каждого из металлических атомов отделяется от атома и перекрывается с большим количеством соседних металлических атомов, не ассоциируясь с какой-либо конкретной парой атомов. Другими словами, валентные электроны металлов, которые образуют металлическую связь, нелокализованы и способны свободно блуждать по всему кристаллу, образованному такой связью. Атомы после потери электрона становятся положительными ионами, и, таким образом, взаимодействие между такими ионами и электронами приводит к возникновению силы сцепления, которая удерживает кристалл вместе.В свободном состоянии металл не существует как отдельный атом. Он либо образует металлическую связь с подобными атомами, либо образует ионную связь с любым неметаллом. Не все металлы образуют металлические связи, находясь в свободном состоянии. Например, ртуть образует ковалентную связь металл-металл, существующую в свободном состоянии, и существует как Hg 2+ 2 .

В 1900-х годах Пол Друде выдвинул теорию, согласно которой металлические вещества существуют, образуя связи, которые имеют «море электронов», и это точное и общепринятое представление о металлических связях.

Эту структуру иногда также описывают как «массив положительных ионов в море электронов».

Объемные свойства металлов

Металлы обладают рядом свойств, которыми они известны. Некоторые из них — это их проводимость, пластичность, пластичность, блеск, высокая температура плавления и высокая температура кипения. Металлы существуют в виде прочной конструкции, но их легко деформировать. Свойства металлов в свободном состоянии обусловлены расположением электронов в металлической связи.Поскольку валентные электроны свободны, делокализованы, подвижны и не связаны с каким-либо конкретным атомом, можно объяснить несколько свойств металлов.

В металлических связях электроны могут свободно перемещаться в пределах кристаллов, в которых они существуют. Это облегчает проникновение электрического заряда. Если электроны под действием какой-либо внешней силы толкаются в металл из-за В электрической цепи электроны могут двигаться через электронное море и выходить из другого конца металла, подключенного к электрической цепи.

Ковкость и пластичность:

Если к металлу приложена внешняя сила, море электронов действует как амортизатор для этой силы. Таким образом, структура металлов не повреждается и не изменяется, только протоны перестраиваются в соответствии с приложенной силой. Море электронов перестраивается, чтобы приспособиться к новому расположению протонов и, таким образом, сохранить металл нетронутым. Кристаллическая структура не разрушается, они деформируются только под действием внешней силы.В этом причина ковкости и пластичности металлов.

Металлы могут проводить тепло, а также расширяться и сжиматься при нагревании или охлаждении, что позволяет использовать их по-разному. Эта теплоемкость и тепловое расширение также объясняются тем, что свободные электроны могут перемещаться по твердому телу, облегчая отвод тепла и расширение при энергичном движении электронов.

Свободные электроны в море электронов могут свободно поглощать фотоны, поэтому металлы выглядят непрозрачными.Электроны на поверхности металла могут отражать свет с той же частотой, с которой свет падает на его поверхность, и поэтому металлы выглядят блестящими.

Металлическая связка в M Старый металл

В расплавленном металле, хотя металлическая связь все еще присутствует, упорядоченная структура разрушается. Но металлическая связь, существующая в твердой форме металла, не разрывается полностью, пока металл не закипит. Металлическая связь полностью разрывается, когда металл закипает, но лишь немного ослабляется при плавлении.

Прочность металлических связей

Прочность любой металлической связи зависит от трех факторов:


  • 1) Количество электронов, делокализованных из металла

  • 2) Заряд металлического иона

  • 3) Размер иона металла

  • Металлические связи очень прочные и требуют большого количества энергии для разрыва, и, следовательно, они имеют высокую температуру плавления и высокую температуру кипения. Сильная металлическая связь подразумевает большее количество делокализованных электронов, что приводит к увеличению эффективного заряда катиона, что уменьшает размер катиона.

    Растворимость и образование соединений металлов

    Металлы не растворяются в воде или любых органических растворителях, если они не вступают с ними в реакцию. Реакция, которая делает металл растворимым, обычно является реакцией окисления, которая лишает атомы металла их перемещающихся электронов, тем самым разрушая металлическую связь. Однако металлы легко растворяются друг в друге и сохраняют свои металлические характеристики связи. Например, золото легко растворяется в ртути даже при комнатной температуре.Иногда они сохраняют свои первоначальные свойства, но иногда сплав двух металлов образует металлическое соединение с совершенно другой структурой. Мы называем это сплавами. Область изучения плавления металлов в сплавы называется металлургией.

    Море носителей заряда, то есть электроны, оказывают огромное влияние на оптические свойства металлов. Мы сможем понять это, только если будем рассматривать электроны как коллектив, а не как отдельные электроны.

    Все мы знаем, что свет — это сочетание электрического и магнитного полей. Электрическое поле света обычно способно вызвать упругий отклик электронов, существующих в металлическом кристалле. Таким образом, фотоны не могут проникнуть глубоко в металл и обычно отражаются, а некоторые могут поглощаться. Этой характеристикой обладают все фотоны видимого спектра.

    Это причина того, что металлы часто имеют серебристо-белый или серовато-белый цвет. Баланс между поглощением и отражением света определяет, насколько они серые или белые.Например, серебро — это металл с высокой проводимостью, а также один из самых белых по цвету. Заметными исключениями из этого правила являются красноватая медь и желтое золото. Это связано с существованием верхнего предела частоты, на которую могут реагировать металлические электроны.

    Страница не найдена | ЗННХС

    Страница не найдена | ЗННХС | Официальный сайт

    Этот веб-сайт принимает Руководство по обеспечению доступности веб-содержимого (WCAG 2.0) в качестве стандарта доступности для всех связанных с ним веб-разработок и услуг. WCAG 2.0 также является международным стандартом ISO 40500. Это подтверждает его как стабильный технический стандарт, на который можно ссылаться. WCAG 2.0 содержит 12 руководств, организованных по 4 принципам: воспринимаемый, работоспособный, понятный и надежный (сокращенно POUR). Для каждого руководства есть проверяемые критерии успеха. Соответствие этим критериям оценивается по трем уровням: A, AA или AAA. Руководство по пониманию и применению Руководства по обеспечению доступности веб-контента 2.0 доступно по адресу: https://www.w3.org/TR/UNDERSTANDING-WCAG20/. Специальные возможности Комбинация клавиш быстрого доступа Активация Комбинированные клавиши, используемые для каждого браузера.Chrome для Linux нажмите (Alt + Shift + shortcut_key) Chrome для Windows нажмите (Alt + shortcut_key) Для Firefox нажмите (Alt + Shift + shortcut_key) Для Internet Explorer нажмите (Alt + Shift + shortcut_key), затем нажмите (ввод) В Mac OS нажмите (Ctrl + Opt + shortcut_key) Заявление о доступности (комбинация + 0): страница утверждения, на которой будут показаны доступные ключи доступности. Домашняя страница (комбинация + H): клавиша доступа для перенаправления на домашнюю страницу. Основное содержимое (комбинация + R): ярлык для просмотра раздела содержимого текущей страницы.FAQ (комбинация + Q): ярлык для страницы часто задаваемых вопросов. Контакт (комбинация + C): ярлык для страницы контактов или формы запросов. Отзыв (комбинация + K): ярлык для страницы обратной связи. Карта сайта (комбинация + M): ярлык для раздела карты сайта (нижнего колонтитула) на странице. Поиск (комбинация + S): ярлык для страницы поиска. Нажмите esc или нажмите кнопку закрытия, чтобы закрыть это диалоговое окно. ×

    Запрошенная вами страница могла быть перемещена в новое место или удалена с сайта.
    Вернитесь на ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ или найдите то, что ищете, в поле поиска ниже.

    ГЛАВНЫЙ ЛАГЕРЬ:

    Ионная связь | Химия [Магистр]

    Ионная связь и перенос электронов

    Ионная связь возникает в результате переноса электрона от атома металла к атому неметалла.

    Цели обучения

    Определите ключевые особенности ионных связей

    Основные выводы

    Ключевые моменты
    • Ионные связи образуются между катионами и анионами.
    • Катион образуется, когда ион металла теряет валентный электрон, а анион образуется, когда неметалл получает валентный электрон.Благодаря этому обмену они оба достигают более стабильной электронной конфигурации.
    • Ионные твердые вещества образуют кристаллические решетки или повторяющиеся узоры атомов с высокими температурами плавления и обычно растворимы в воде.
    Ключевые термины
    • электролит : ионное соединение, которое растворяется в h3O, делая полученный раствор способным проводить электричество.
    • электроотрицательность : тенденция атома притягивать к себе электроны.
    • катион : положительно заряженный ион.
    • анион : отрицательно заряженный ион.

    Ионные связи

    Ионная связь — это тип химической связи, при которой валентные электроны теряются одним атомом и приобретаются другим. Этот обмен приводит к более стабильной электронной конфигурации благородного газа для обоих задействованных атомов. Ионная связь основана на электростатических силах притяжения между двумя ионами противоположного заряда.

    Катионы и анионы

    Ионные связи включают катион и анион.Связь образуется, когда атом, обычно металл, теряет электрон или электроны и становится положительным ионом или катионом. Другой атом, обычно неметалл, может приобрести электрон (ы), чтобы стать отрицательным ионом или анионом.

    Одним из примеров ионной связи является образование фторида натрия, NaF, из атома натрия и атома фтора. В этой реакции атом натрия теряет свой единственный валентный электрон в пользу атома фтора, который имеет достаточно места, чтобы принять его. Образовавшиеся ионы имеют противоположный заряд и притягиваются друг к другу за счет электростатических сил.

    Образование NaF : Электрон переносится от Na к F. Образующиеся ионы Na + и F электрически притягиваются друг к другу.

    В макроскопическом масштабе ионные соединения образуют решетки, при нормальных условиях представляют собой твердые кристаллические вещества и имеют высокие температуры плавления. Большинство этих твердых веществ растворимо в H 2 O и при растворении проводят электричество. Благодаря способности проводить электричество в растворе эти вещества называют электролитами .Поваренная соль NaCl является хорошим примером этого типа соединений.

    Ионные связи отличаются от ковалентных связей. Оба типа приводят к стабильным электронным состояниям, связанным с благородными газами. Однако в ковалентных связях электроны распределяются между двумя атомами. Все ионные связи имеют ковалентный характер, но чем больше разница в электроотрицательности между двумя атомами, тем сильнее ионный характер взаимодействия.

    Ионное связывание — YouTube : В этом видео Пол Андерсен объясняет, как образуются твердые ионные частицы при притяжении катионов и анионов.

    Энергия решетки

    Энергия решетки — это мера прочности связи в ионном соединении.

    Цели обучения

    Опишите энергию решетки и факторы, влияющие на нее

    Основные выводы

    Ключевые моменты
    • Энергия решетки определяется как энергия, необходимая для разделения моля твердого ионного вещества на газообразные ионы.
    • Энергию решетки нельзя измерить эмпирически, но ее можно рассчитать с помощью электростатики или оценить с помощью цикла Борна-Габера.
    • Два основных фактора, которые влияют на величину энергии решетки, — это заряд и радиус связанных ионов.
    Ключевые термины
    • экзотермическая реакция : Процесс, при котором выделяется тепло в окружающую среду.
    • энергия решетки : Количество энергии, высвобождаемой при образовании кристаллического ионного твердого вещества из газообразных ионов.

    Определение энергии решетки

    Энергия решетки — это оценка силы связи в ионных соединениях.- (g) \ rightarrow \ text {NaCl} (s) \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \ Delta H = -787,3 \ text {кДж / моль} [/ латекс]

    Отрицательный знак энергии указывает на экзотермическую реакцию.

    В качестве альтернативы, энергия решетки может рассматриваться как энергия, необходимая для разделения моля твердого ионного вещества на газообразную форму его ионов (то есть, обратная реакции, показанной выше). 2} {4 \ pi \ epsilon_o r_o} (1- \ frac {1} {n}) [/ латекс]

    В этом уравнении N A — постоянная Авогадро; M — постоянная Маделунга, которая зависит от геометрии кристалла; z + — зарядовое число катиона; z — зарядовое число аниона; е — элементарный заряд электрона; n — показатель Борна, характеристика сжимаемости твердого тела; [latex] \ epsilon _o [/ latex] — диэлектрическая проницаемость свободного пространства; а r 0 — расстояние до ближайшего иона.

    Эта модель подчеркивает два основных фактора, которые вносят вклад в энергию решетки ионного твердого тела: заряд на ионах и радиус или размер ионов. Эффект этих факторов:

    • по мере увеличения заряда ионов энергия решетки увеличивается
    • по мере увеличения размера ионов энергия решетки уменьшается

    Энергия решетки также важна для прогнозирования растворимости твердых ионных веществ в H 2 O. Ионные соединения с меньшей энергией решетки имеют тенденцию быть более растворимыми в H 2 O.

    Энергия решетки — Учебное пособие по химии : В этом учебном пособии рассматривается энергия решетки и способы сравнения относительных энергий решетки различных ионных соединений.

    Формулы ионных соединений

    Ионные формулы должны соответствовать конфигурациям благородных газов для составляющих ионов, а соединение продукта должно быть электрически нейтральным.

    Цели обучения

    Применить знания об ионной связи для предсказания формулы ионных соединений

    Основные выводы

    Ключевые моменты
    • Заряд катионов и анионов в ионном соединении можно определить по потере или усилению валентных электронов, необходимых для достижения стабильных электронных конфигураций благородных газов.
    • Количество катионов и анионов, которые объединены в ионном соединении, представляет собой простейшее соотношение целых чисел, которые можно объединить для достижения электрической нейтральности.
    • Катион предшествует аниону как в письменной форме, так и в формуле.
    Ключевые термины
    • благородный газ : Любой из элементов 18 группы Периодической таблицы, которые являются одноатомными и, за очень ограниченными исключениями, инертными или инертными.
    • электрически нейтральный : Чистый заряд, равный нулю, который возникает, когда атом или молекула / соединение не имеет избытка или дефицита электронов.
    • эмпирическая формула : Простейшее целочисленное соотношение между элементами в формуле соединения.
    • многоатомный ион : ион, состоящий из нескольких атомов.

    Ионные соединения

    Ионная связь образуется посредством переноса одного или нескольких валентных электронов, обычно от металла к неметаллу, в результате чего образуются катион и анион, которые связаны друг с другом электростатической силой притяжения. В макроскопическом масштабе ионные соединения, такие как хлорид натрия (NaCl), образуют кристаллическую решетку и являются твердыми веществами при нормальных температурах и давлениях.

    Кристаллическая решетка : Кристаллическая решетка хлорида натрия

    Заряд катионов и анионов определяется количеством электронов, необходимых для достижения стабильных электронных конфигураций благородных газов. Ионный состав затем определяется требованием, чтобы полученное соединение было в целом электрически нейтральным.

    Например, чтобы объединить магний (Mg) и бром (Br) для получения ионного соединения, сначала отметим электронные конфигурации этих атомов (уровень валентности выделен курсивом):

    Мг: 1с 2 2 2p 6 3s2

    Br: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s24p5

    Чтобы получить конфигурацию благородного газа, атом магния должен потерять два своих валентных электрона, в то время как атому брома, который имеет 7 валентных электронов, требуется один дополнительный электрон для заполнения его внешней оболочки.Следовательно, чтобы полученное соединение было нейтральным, два аниона брома должны объединиться с одним катионом магния с образованием бромида магния (MgBr 2 ). Кроме того, хотя любое отношение 2 атомов брома к 1 атому магния будет удовлетворять двум вышеуказанным требованиям, формула для ионных соединений обычно представлена ​​как эмпирическая формула или простейшее целочисленное отношение атомов с положительными целыми числами.

    Обратите внимание, что катион всегда предшествует аниону как в письменной форме, так и в формулах.В письменной форме, хотя название катиона, как правило, совпадает с названием элемента, суффикс одноатомных анионов изменяется на — ide, , как в случае хлорида натрия. Если анион является многоатомным ионом, его суффикс может варьироваться, но обычно это либо — ate , либо — ite, , как в случае фосфата натрия и нитрита кальция, в зависимости от идентичности иона.

    Другие примеры:

    • Фторид лития: Li + и F объединяются с образованием LiF
    • Хлорид кальция: Ca 2+ и Cl объединяются с образованием CaCl 2
    • Оксид железа (II): Fe 2+ и O 2- объединяются с образованием FeO
    • сульфид алюминия: Al 3+ и S 2- объединяются с образованием Al 2 S 3
    • сульфат натрия: Na + и SO 4 2- объединяются с образованием Na 2 SO 4
    • фосфат аммония: NH 4+ и PO 4 3- объединяются с образованием (NH 4 ) 3 PO 4
    • хлорит калия: K + и ClO 2 объединяются с образованием KClO 2

    Сводка видео

    Химия 5.3 Написание формул: ионные соединения — YouTube : урок по написанию формул для бинарных ионных соединений, а также ионных соединений, содержащих многоатомные ионы. Продемонстрирован кроссоверный метод.

    Характер ионной связи и ковалентной связи

    Ионные связи могут иметь ковалентный характер.

    Цели обучения

    Обсудите идею о том, что в природе связи обладают характеристиками как ионных, так и ковалентных связей

    Основные выводы

    Ключевые моменты
    • Ионная связь представлена ​​как полный перенос валентных электронов, обычно от металла к неметаллу.
    • На самом деле электронная плотность остается общей между составляющими атомами, что означает, что все связи имеют ковалентный характер.
    • Ионная или ковалентная природа связи определяется относительной электроотрицательностью задействованных атомов.
    Ключевые термины
    • полярная ковалентная связь : ковалентная связь, которая имеет частично ионный характер в результате разницы в электроотрицательности между двумя связывающими атомами.
    • электроотрицательность : мера тенденции атома притягивать к себе электроны.
    • ковалентный символ : Частичное распределение электронов между атомами, имеющими ионную связь.

    Ионное и ковалентное связывание

    Химические соединения часто классифицируют по связям между составляющими атомами. Есть несколько видов сил притяжения, включая ковалентные, ионные и металлические связи. Модели ионной связи обычно представляют как полную потерю или усиление одного или нескольких валентных электронов от металла к неметаллу, в результате чего катионы и анионы удерживаются вместе за счет электростатических сил притяжения.

    Ионная связь : Образование ионной связи между литием и фтором с образованием LiF.

    Пример полярной ковалентной связи: Когда атом углерода образует связь с фтором, они разделяют пару электронов. Однако, поскольку фтор более электроотрицателен, чем углерод, он притягивает эту общую электронную пару ближе к себе и, таким образом, создает электрический диполь. Греческая дельта в нижнем регистре, написанная над атомами, используется для обозначения наличия частичных зарядов.Считается, что эта связь обладает характеристиками как ковалентных, так и ионных связей.

    На самом деле связь между этими атомами более сложна, чем иллюстрирует эта модель. Связь, образованная между любыми двумя атомами, не является чисто ионной связью. Все связывающие взаимодействия носят ковалентный характер, поскольку электронная плотность остается общей между атомами. Степень ионного или ковалентного характера связи определяется разницей в электроотрицательности между составляющими атомами.Чем больше разница, тем более ионный характер связи. В традиционном представлении связи обозначаются как ионные, когда ионный аспект больше, чем ковалентный аспект связи. Связи, которые находятся между двумя крайностями, имеющие как ионный, так и ковалентный характер, классифицируются как полярные ковалентные связи. Такие связи считаются состоящими из частично заряженных положительных и отрицательных полюсов.

    Хотя ионный и ковалентный символы представляют собой точки вдоль континуума, эти обозначения часто полезны для понимания и сравнения макроскопических свойств ионных и ковалентных соединений.Например, ионные соединения обычно имеют более высокие температуры кипения и плавления, и они также обычно более растворимы в воде, чем ковалентные соединения.

    типов химических облигаций | Химия [Магистр]

    Введение в склеивание

    Химическая связь описывает множество взаимодействий, которые удерживают атомы вместе в химических соединениях.

    Цели обучения

    Перечислите типы химических связей и их общие свойства

    Основные выводы

    Ключевые моменты
    • Химические связи — это силы, которые удерживают атомы вместе, чтобы образовать соединения или молекулы.
    • Химические связи включают ковалентные, полярные ковалентные и ионные связи.
    • Атомы с относительно схожей электроотрицательностью разделяют между собой электроны и связаны ковалентными связями.
    • Атомы с большой разницей в электроотрицательности переносят электроны с образованием ионов. Затем ионы притягиваются друг к другу. Это притяжение известно как ионная связь.
    Ключевые термины
    • связь : связь или сила между соседними атомами в молекуле или соединении.
    • ионная связь : притяжение между двумя ионами, используемое для создания ионного соединения. Это притяжение обычно возникает между металлом и неметаллом.
    • ковалентная связь : Взаимодействие между двумя атомами, которое включает разделение одного или нескольких электронов, чтобы помочь каждому атому удовлетворить правило октетов. Это взаимодействие обычно возникает между двумя неметаллами.
    • внутримолекулярный : Относится к взаимодействиям внутри молекулы.
    • межмолекулярные силы : Относится к взаимодействиям между двумя или более молекулами.

    Химические связи

    Химические связи — это связи между атомами в молекуле. Эти связи включают в себя как сильные внутримолекулярные взаимодействия , так и ковалентные и ионные связи. Они связаны с более слабыми межмолекулярными силами , такими как диполь-дипольные взаимодействия, лондонские дисперсионные силы и водородные связи. Более слабые силы будут обсуждены в более поздней концепции.

    Химические связи : На этих рисунках показаны примеры химической связи с использованием точечной нотации Льюиса.Водород и углерод не связаны, в то время как в воде существует одинарная связь между водородом и кислородом. Связи, особенно ковалентные связи, часто представляют в виде линий между связанными атомами. Ацетилен имеет тройную связь, особый тип ковалентной связи, который будет обсуждаться позже.

    Ковалентные связи

    Химические связи — это силы притяжения, связывающие атомы вместе. Связи образуются при взаимодействии валентных электронов, электронов внешней электронной «оболочки» атома.Характер взаимодействия между атомами зависит от их относительной электроотрицательности. Атомы с равной или подобной электроотрицательностью образуют ковалентные связи, в которых валентная электронная плотность распределяется между двумя атомами. Электронная плотность находится между атомами и притягивается к обоим ядрам. Этот тип связи чаще всего образуется между двумя неметаллами.

    Когда разница в электроотрицательности больше, чем между ковалентно связанными атомами, пара атомов обычно образует полярную ковалентную связь.Электроны по-прежнему распределяются между атомами, но электроны не одинаково притягиваются к обоим элементам. В результате большую часть времени электроны обычно находятся около одного конкретного атома. Опять же, между неметаллами обычно возникают полярные ковалентные связи.

    Ионные связи

    Наконец, для атомов с наибольшей разницей в электроотрицательности (таких как металлы, связывающиеся с неметаллами), связывающее взаимодействие называется ионным, а валентные электроны обычно представляются как передающиеся от атома металла к неметаллу.После того, как электроны были перенесены на неметалл, и металл, и неметалл считаются ионами. Два противоположно заряженных иона притягиваются друг к другу, образуя ионное соединение.

    Связи, стабильность и соединения

    Ковалентные взаимодействия являются направленными и зависят от перекрытия орбиталей, в то время как ионные взаимодействия не имеют особой направленности. Каждое из этих взаимодействий позволяет задействованным атомам получить восемь электронов в своей валентной оболочке, удовлетворяя правило октетов и делая атомы более стабильными.

    Эти атомные свойства помогают описывать макроскопические свойства соединений. Например, ковалентные соединения меньшего размера, которые удерживаются вместе более слабыми связями, часто бывают мягкими и податливыми. С другой стороны, дальнодействующие ковалентные взаимодействия могут быть довольно сильными, что делает их соединения очень прочными. Ионные соединения, хотя и состоят из сильных связывающих взаимодействий, имеют тенденцию образовывать хрупкие кристаллические решетки.

    Ионные связи

    Ионные связи — это подмножество химических связей, которые возникают в результате передачи валентных электронов, обычно между металлом и неметаллом.

    Цели обучения

    Обобщить характерные особенности ионных связей

    Основные выводы

    Ключевые моменты
    • Ионные связи образуются в результате обмена валентными электронами между атомами, обычно между металлом и неметаллом.
    • Потеря или усиление валентных электронов позволяет ионам подчиняться правилу октетов и становиться более стабильными.
    • Ионные соединения обычно нейтральны. Таким образом, ионы объединяются таким образом, чтобы нейтрализовать их заряды.
    Ключевые термины
    • валентных электронов : электроны атома, которые могут участвовать в образовании химических связей с другими атомами. Это самые дальние электроны от ядра.
    • правило октетов : атом наиболее стабилен, когда в его валентной оболочке восемь электронов.

    Образование иона

    Ионные связи — это класс химических связей, которые возникают в результате обмена одного или нескольких валентных электронов от одного атома, обычно металла, на другой, обычно неметалл.Этот обмен электронами приводит к электростатическому притяжению между двумя атомами, которое называется ионной связью. Атом, который теряет один или несколько валентных электронов, чтобы стать положительно заряженным ионом, известен как катион, в то время как атом, который приобретает электроны и становится отрицательно заряженным, известен как анион.

    Этот обмен валентными электронами позволяет ионам достигать электронных конфигураций, имитирующих конфигурацию благородных газов, удовлетворяющую правилу октетов. Правило октета гласит, что атом наиболее стабилен, когда в его валентной оболочке восемь электронов.Атомы с менее чем восемью электронами, как правило, удовлетворяют правилу дуэта, имея два электрона в их валентной оболочке. Удовлетворяя правилу дуэта или правилу октетов, ионы становятся более стабильными.

    Катион обозначается положительным индексом заряда (+ что-то) справа от атома. Анион обозначается отрицательным индексом заряда (- что-то) справа от атома. Например, если атом натрия теряет один электрон, он будет иметь на один протон больше, чем электрон, что дает ему общий заряд +1.Химический символ иона натрия — Na +1 или просто Na + . Точно так же, если атом хлора получает дополнительный электрон, он становится ионом хлора, Cl . Оба иона образуются, потому что ион более стабилен, чем атом, из-за правила октетов.

    Формирование ионной связи

    Когда образуются противоположно заряженные ионы, они притягиваются своими положительными и отрицательными зарядами и образуют ионное соединение. Ионные связи также образуются, когда между двумя атомами существует большая разница в электроотрицательности.Это различие вызывает неравное распределение электронов, так что один атом полностью теряет один или несколько электронов, а другой атом получает один или несколько электронов, например, при создании ионной связи между атомом металла (натрия) и неметаллом (фтор). .

    Образование фторида натрия : Перенос электронов и последующее притяжение противоположно заряженных ионов.

    Определение формулы ионного соединения

    Для определения химических формул ионных соединений должны выполняться следующие два условия:

    1. Каждый ион должен подчиняться правилу октетов для максимальной стабильности.
    2. Ионы соединятся таким образом, что все ионное соединение будет нейтральным. Другими словами, заряды ионов должны уравновешиваться.

    Магний и фтор образуют ионное соединение. Какая формула соединения?

    Mg чаще всего образует ион 2+. Это связано с тем, что Mg имеет два валентных электрона, и он хотел бы избавиться от этих двух ионов, чтобы подчиняться правилу октетов. Фтор имеет семь валентных электронов и обычно образует ион F , потому что он получает один электрон, чтобы удовлетворить правилу октетов.Когда Mg 2+ и F объединяются с образованием ионного соединения, их заряды должны уравновешиваться. Следовательно, одному Mg 2+ нужны два иона F для нейтрализации заряда. 2+ Mg уравновешивается наличием двух заряженных ионов -1. Следовательно, формула соединения — MgF 2 . Нижний индекс два указывает, что есть два фтора, которые ионно связаны с магнием.

    В макроскопическом масштабе ионные соединения образуют структуры кристаллической решетки, которые характеризуются высокими температурами плавления и кипения и хорошей электропроводностью при плавлении или растворении.

    Пример

    Магний и фтор образуют ионное соединение. Какая формула соединения?

    Mg чаще всего образует ион 2+. Это связано с тем, что Mg имеет два валентных электрона, и он хотел бы избавиться от этих двух ионов, чтобы подчиняться правилу октетов. Фтор имеет семь валентных электронов и, как таковой, обычно образует ион F , потому что он получает один электрон, чтобы удовлетворить правилу октетов. Когда Mg 2+ и F объединяются с образованием ионного соединения, их заряды должны уравновешиваться.Следовательно, для баланса одного Mg 2+ требуются два иона F . 2+ Mg уравновешивается наличием двух заряженных ионов -1. Следовательно, формула соединения — MgF 2 . Нижний индекс два указывает, что есть два фтора, которые ионно связаны с магнием.

    Ковалентные облигации

    Ковалентная связь включает в себя два атома, обычно неметаллов, которые разделяют валентные электроны.

    Цели обучения

    Различение ковалентных и ионных связей

    Основные выводы

    Ключевые моменты
    • Ковалентные связи включают два атома, обычно неметаллов, которые имеют общую электронную плотность, чтобы сформировать сильные связывающие взаимодействия.
    • Ковалентные связи включают одинарные, двойные и тройные связи и состоят из сигма- и пи-связывающих взаимодействий, в которых совместно используются 2, 4 или 6 электронов соответственно.
    • Ковалентные соединения обычно имеют более низкие температуры плавления и кипения, чем ионные соединения.
    Ключевые термины
    • электроотрицательность : тенденция атома или молекулы притягивать электроны и, таким образом, образовывать связи.
    • одинарная связь : Тип ковалентной связи, при которой только два электрона разделяются между атомами.

    Формирование ковалентных связей

    Ковалентные связи — это класс химических связей, в которых валентные электроны распределяются между двумя атомами, обычно двумя неметаллами. Образование ковалентной связи позволяет неметаллам подчиняться правилу октетов и, таким образом, становиться более стабильными. Например:

    • Атом фтора имеет семь валентных электронов. Если он разделяет один электрон с атомом углерода (который имеет четыре валентных электрона), у фтора будет полный октет (его семь электронов плюс тот, который он делит с углеродом).
    • Углерод будет иметь пять валентных электронов (четыре и один совместно с фтором). Ковалентное разделение двух электронов также известно как «одинарная связь». Углерод должен будет образовать четыре одинарные связи с четырьмя различными атомами фтора, чтобы заполнить свой октет. В результате получается CF 4 или четырехфтористый углерод.

    Ковалентное связывание требует определенной ориентации между атомами для достижения перекрытия между связывающими орбиталями. Взаимодействия ковалентного связывания включают сигма-связывание ( σ ) и пи-связывание ( π ).Сигма-связи являются самым сильным типом ковалентного взаимодействия и образуются за счет перекрытия атомных орбиталей вдоль оси орбиты. Перекрытые орбитали позволяют общим электронам свободно перемещаться между атомами. Связи Pi являются более слабым типом ковалентных взаимодействий и возникают в результате перекрытия двух долей взаимодействующих атомных орбиталей выше и ниже оси орбиты.

    Ковалентные связи могут быть одинарными, двойными и тройными.

    • Одинарные связи возникают, когда два электрона являются общими и состоят из одной сигма-связи между двумя атомами.
    • Двойные связи возникают, когда четыре электрона разделяются между двумя атомами и состоят из одной сигма-связи и одной пи-связи.
    • Тройные связи возникают, когда шесть электронов разделяются между двумя атомами и состоят из одной сигма-связи и двух пи-связей (см. Более подробную информацию о пи- и сигма-связях).

    Ионные соединения против молекулярных соединений

    В отличие от ионной связи, ковалентная связь сильнее между двумя атомами с аналогичной электроотрицательностью.Для атомов с равной электроотрицательностью связь между ними будет неполярным ковалентным взаимодействием. В неполярных ковалентных связях электроны поровну распределяются между двумя атомами. Для атомов с разной электроотрицательностью связь будет полярным ковалентным взаимодействием, при котором электроны не будут распределяться поровну.

    Ионные твердые вещества обычно характеризуются высокими температурами плавления и кипения наряду с хрупкими кристаллическими структурами. С другой стороны, ковалентные соединения имеют более низкие температуры плавления и кипения.В отличие от ионных соединений, они часто не растворяются в воде и не проводят электричество при растворении.

    6.4 Ионное связывание | Химическая связь

    Природа ионной связи (ESABX)

    Когда электроны переносятся от одного атома к другому, это называется ионным. соединение .

    Электроотрицательность — это свойство атома, описывающее, насколько сильно он притягивает или удерживает электроны.Ионная связь происходит, когда разница в электроотрицательности между два атома больше, чем \ (\ text {1,7} \). Обычно это происходит, когда атом металла связывается с атомом неметалла. Когда разница в электроотрицательности велика, один атом будет притягивают общую электронную пару гораздо сильнее, чем другую, заставляя электроны переноситься на атом с более высокой электроотрицательностью.Когда образуются ионные связи, металл отдает один или несколько электронов из-за низкой электроотрицательности, чтобы сформировать положительный ион или катион. Атом неметалла имеет высокую электроотрицательность, и поэтому легко получает электроны, чтобы сформировать отрицательный ион или анион. Затем два иона притягиваются к каждому. другие электростатические силы.

    Ионная связь

    Ионная связь — это тип химической связи, в которой один или несколько электронов связаны переносится от одного атома к другому.

    Пример 1:

    В случае \ (\ text {NaCl} \) разница в электроотрицательности между \ (\ text {Na} \) (\ (\ text {0,93} \)) и \ (\ text {Cl} \) (\ (\ text {3,16} \)) равно \ (\ text {2,1} \). Натрий имеет только один валентный электрон, а у хлора их семь. Поскольку электроотрицательность хлор выше, чем электроотрицательность натрия, хлор привлечет валентный электрон атома натрия очень сильно.{-} \) ион.

    Хлор — двухатомная молекула, поэтому для участия в ионной связи он должен сначала распадаются на два атома хлора. Натрий — часть металлической решетки и отдельные атомы должны сначала оторваться от решетки.

    Таким образом, электрон переходит от натрия к хлору:

    Рисунок 6.1: Ионная связь в хлориде натрия

    Вычисленное уравнение реакции:

    \ [2 \ text {Na} + \ text {Cl} _ {2} \ rightarrow 2 \ text {NaCl} \]

    Пример 2:

    Другой пример ионной связи имеет место между магнием \ ((\ text {Mg}) \) и кислородом. \ ((\ text {O} _ {2}) \) с образованием оксида магния \ ((\ text {MgO}) \). Магний имеет две валентности электронов и электроотрицательность \ (\ text {1,31} \), в то время как кислород имеет шесть валентных электроны и электроотрицательность \ (\ text {3,44} \).{2 -} \). Сила притяжения между противоположно заряженными ионами — это то, что скрепляет соединение.

    Вычисленное уравнение реакции:

    \ [2 \ text {Mg} + \ text {O} _ {2} \ rightarrow 2 \ text {MgO} \]

    Поскольку кислород представляет собой двухатомную молекулу, два атома магния будут необходимы для соединения с одним. молекула кислорода (которая имеет два атома кислорода) для производства двух единиц оксида магния \ ((\ text {MgO}) \).

    Структура кристаллической решетки ионных соединений (ESABY)

    Ионные вещества на самом деле представляют собой комбинацию множества ионов, связанных вместе в гигантский молекула. Расположение ионов в регулярной геометрической структуре называется кристаллическая решетка . Так что на самом деле \ (\ text {NaCl} \) не содержит ни одного \ (\ text {Na} \) и один ион \ (\ text {Cl} \), а скорее много этих двух ионов, расположенных в кристаллическая решетка, в которой соотношение ионов \ (\ text {Na} \) к \ (\ text {Cl} \) равно 1: 1.В Структура кристаллической решетки показана ниже.

    Рисунок 6.2: Расположение кристаллической решетки в \ (\ text {NaCl} \)

    Рисунок 6.3: Модель заполнения пространства решетки хлорида натрия

    Свойства ионных соединений (ЭСАБЗ)

    Ионные соединения обладают рядом свойств:

    1. Ионы расположены в решетчатой ​​структуре

    2. Ионные твердые вещества являются кристаллическими при комнатной температуре

    3. Ионная связь является сильным электростатическим притяжением.Это означает, что ионный соединения часто бывают твердыми и имеют высокие температуры плавления и кипения

    4. Ионные соединения хрупкие, и связи в плоскостях разрываются, когда соединение находится под давлением (напряжено)

    5. Твердые кристаллы не проводят электричество, а ионные растворы — нет.

    Ионные соединения

    Учебное упражнение 6.3

    Объясните разницу между ковалентным и ионная связь .

    Решение пока недоступно.

    Магний и хлор реагируют с образованием хлорида магния.

    1. В чем разница электроотрицательности между этими двумя элементами?

    2. Укажите химическую формулу:

      1. ион магния

      2. хлорид-ион

      3. ионное соединение, которое произведенный во время этого реакция

    3. Напишите вычисленное химическое уравнение для реакция, которая имеет место.

    Решение пока недоступно.

    Нарисуйте диаграммы Льюиса, представляющие следующие ионные соединения:

    1. натрия йодид \ ((\ text {NaI}) \)

    2. кальция бромид \ ((\ text {CaBr} _ {2}) \)

    3. хлорид калия \ ((\ text {KCl}) \)

    Решение пока недоступно.

    6.5 Металлическое склеивание | Химическая связь

    Приведите два примера повседневных предметов, которые содержат:

    1. ковалентные связи

    2. ионные связи

    3. облигации металлические

    Решение пока недоступно.

    Заполните таблицу, в которой сравниваются различные типы склеивания:

    Ковалент

    Ионный

    Металлический

    Типы вовлеченных атомов

    Температура плавления (высокая / низкая)

    Проводит электричество? (да / нет)

    Прочие свойства

    Решение пока недоступно.

    Заполните приведенную ниже таблицу, указав тип связи (ковалентную, ионную или металлическую) в каждом из соединений:

    Молекулярная формула

    Тип связи

    \ (\ text {H} _ {2} \ text {SO} _ {4} \)

    \ (\ text {FeS} \)

    \ (\ text {NaI} \)

    \ (\ text {MgCl} _ {2} \)

    \ (\ text {Zn} \)

    Решение пока недоступно.

    Используйте свои знания о различных типах склеивания, чтобы объяснить следующие утверждения:

    1. Кристалл хлорида натрия не проводит электричество.

    2. Большинство ювелирных изделий изготавливают из металлов.

    3. Бриллиант очень сложно разбить.

    Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.