Химиялық байланыс

Жоспар
Кіріспе

1. Химиялықбайланыстұралыбiлiм.
2. Иондықбайланыс.
3. Коваленттiкбайланыс. Байланыстыңполярлығы.
4. Валенттiкбайланысәдiсi. Молекулярлықорбитальәдiсi.
5. Металдықбайланыс.
6. Сутектiбайланыс.

Заттар молекулалардан тұрады, заттардың химиялық қасиеттері олардың молекула құрамына, құрылысына, атомда арасындағы байланыс түріне байланысты. Химиялық байланыс валенттік электрондардың көмегімен іске асады: валенттік электрондар s және p элементтерде сыртқы электрондар, D элементтерде сыртқы s электрондармен ішкі (n-1) d- электрондар f-элементтерде сыртқы s және ішкі (n-1) d мен (n-2) f электрондар, алайда бұл электрондардың химиялық байланысқа қатысы әр түрлі. Сондықтан химиялық байланысты коваленттік, иондық, және сутектік деп бөлуге болады.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Дәріс 3. Химиялық байланыс.

Дәрiстiң мақсаты: молекуладағы химиялық байланыстың түрiн анықтау, химиялық байланыстың негiзгi түрлерiмен таныстыру.

Дәрiстiңжоспары
1. Химиялықбайланыстұралыбiлiм.
2. Иондықбайланыс.
3. Коваленттiкбайланыс. Байланыстыңполярлығы.
4. Валенттiкбайланысәдiсi. Молекулярлықорбитальәдiсi.
5. Металдықбайланыс.
6. Сутектiбайланыс.

Заттар молекулалардан тұрады, заттардың химиялық қасиеттері олардың молекула құрамына, құрылысына, атомда арасындағы байланыс түріне байланысты. Химиялық байланыс валенттік электрондардың көмегімен іске асады: валенттік электрондар s және p элементтерде сыртқы электрондар, D элементтерде сыртқы s электрондармен ішкі (n-1) d- электрондар f-элементтерде сыртқы s және ішкі (n-1) d мен (n-2) f электрондар, алайда бұл электрондардың химиялық байланысқа қатысы әр түрлі. Сондықтан химиялық байланысты коваленттік, иондық, және сутектік деп бөлуге болады.
Коваленттік байланыс.
Ковалентті байланыс механизімін түсіну үшін валенттік байланыс әдісі (ВБ) және молекулалық орбитальдар әдісі МО кеңінен қолданылады.

Валенттік байланыс әдісі.
ВБ әдісі молекулада атомдар бір немесе бірнеше ортақ электрондық жұптар арқылы ұсталып тұрады деген ұғымға негізделген.
Валенттік байланыс әдістері
Валенттік байланыс әдісі бойынша химиялық байланыс спиндері қарама-қарсы дара екі электронның қосылуынан пайда болады. Бұл жағдайда электрондардың қосылуынан екі атомға да бірдей ортақ электрон туады.
1972 жылы неміс ғаламы У. Гейтлер мен Ф. Лондон квантомеханикалық есеп бойынша сутегінің екі атомының қосылуынан сутегі молекуласының (H2) түзілу жағдайын қарады.
Екі атом бір-біріне жақындағанда қарама-қарсы спинді электрондар бір уақытта екі протонға тартылады, сондықтан жүйенің иондау энергиясы азаяды. Екі атом жақындағанда тарту күшімен қатар тебу күші де пайда болады. Екі электронның бірін-бірі тебу жағдайы екі протондар да байқалады.
Неғұрлым атомдардың электрондық бұлттары көбірек айқасатын болса, атом арасындағы химиялық байланыс солғұрлым мықты болады. Осы әдіс бойынша сутегі молекуласының түзілуін былай түсіндіруге болады.
Химиялық байланысты былайша кескіндеуге болады:
Атомдардың сыртқы электрондарын көрнекі болу үшін нүктемен белгілейді. Сонда сутегі молекуласының түзілуін былай жазуға болады.

Хлор атомының сыртқы электрондық қабатында жеті электрон бар , оның бір электроны дара. Хлордың екі атомы бір - біріне жақындаған кезде осы дара электрон жұптасып атомдар химиялық байланыс түзеді. Жұп электрондар тұзілуі нәтижесінде түзілген химиялық байланысты ковалентті немесе атомдық байланыс деп атайды. Ковалентті байланыс бір электрондық спиндері қарама-қарсы электрон бұлттарының айқасуынан түзіледі. Жоғарыда ковалентті байланыс спиндері қарама - қарсы электрондардың жұпсасуы нәтижесінде түзілу механизмін қарастырдық. Енді ковалентті байланыс түзілуінің донорлы-акцепторлық механизм қарастырайық.
Мысал, ретіңде аммиак N H3 пен хлорлы сутегінен HCl аммоний хлориді түзілеуін алайық. Реакция мына схема арқылы жазылады.
NH3+HClNH4Cl
немесе
NH3+H+NH4+
Аммиак молекуласында азоттың жұп электроны Н+ ионының бос орбиталына орналасып төртншi коваленттiк байланыс түзедi:
:Н
H :N : +□ Н[+]=NН4[+]
:H
Ковалентті байланыс
Элементтердің атомдарының қосылуы нәтижесінде молекула түзілгенде ондағы әрбір екі атомның арасында бір немесе бірнеше жұп электрондардан тұратын химиялық байланыс түзіледі.
Бұл жұп электрондардың екі атомға ортақ болуы да немесе бір атомнан екінші атомға мүлде ауысуы да мүмкін.
Екі атомнан бірдей қашықтықта орналасқан қос электрондар арқылы түзілген химиялық байланысты ковалентті немесе атомдық байланыс дейді, ал осындай байланыс арқылы түзілген молекулаларды ковалентті немесе атомдық (полюссіз) молекулалар дейді.
Екі атомның қосылуы арқылы бір немесе бірнеше электрондардың жұптасуы нәтижесінде пайда болатын байланысты 1916 жылы американ ғалымы Дж. Люьис ашты.

Ковалентті байланыс молекулалардың, кристалдардың, атомдардың арасында болады.
Ковалентті байланыс бірдей атомдардың ортасында (H2O,O2,Cl2- молекулаларында, алмаздың кристалында) және әр түрлі атомдардың да ортасында (H2O,NH3- молекулаларында, Si-кристалында) пайда болады. Органикалық қосылыстардың молекуласындағы байланыстың барлығы да ковалентті байланыс болып келеді.
Егерде екі атомды молекула бір элементтің атомынан тұратын болса, мысалы, H2,O2,Cl2,N2, онда ковалентті байланысты түзетін екі жаққа бірдей қос электроннан пайда болатын әрбір электрон бұлттары кеңістікте екі атомның ядросына салыстырмалы тең жағдайда (симметриялы) орналасады. Мұндай жағдайда пайда болған байланысты полюссіз ковалентті байланыс деп атайды.
Полюссіз ковалентті байланыс әр түрлі атомдардың арасында да түзілуі мүмкін, бірақ бұл жағдайда молекула түзетін атомдардың электр терістіліктері бірдей немесе өте жақын болулары керек.
Электрон бұлтының ығысуын поляризация деп атайды. Осындай бір жақты поляризацияның нәтижесінде молекуладағы оң зарядтар мен теріс зарядтардың ауырлық орталығы бір нүктеде түспейді де олардың арасында белгілі бір қашықтық пайда болады. Мұндай молекулаларды полюсті деп, ал атомдардың арасындағы байланысты полюсті ковалентті байланыс деп атайды.
Молекуладағы теріс зарядтармен оң зарядтардың ауырлық орталықтарының ара қашықтығын дипольдің ұзындығы деп атайды.
Дипольдің ұзындығы көбірек болса поляризация да көбірек болады, онда молекуланың полюстілігі де артады. Молекуланың полюстілігі дипольдік моментпен (т) сипатталынады. дипольдік момент молекула полюсінің зарядын( е) дилпольдің ұзындығына (1) көбейткенге тең.
m=el
мұндағы ,е=4,8*10-10эл.стат.бірлік,1=10-8.Д ипольдік момент дебаймен (D) өлшенеді.

Валенттілік.Химиялық байланысты қарағанда кең қолданылатын ең маңызды түсінік- элементтердің валенттілігі. Валенттілік дегеніміз элементтердің атомдарының химиялық байланыс түзу қабілеті.
Валенттілік байланыстың тәсілі бойынша элементтің валенттілігі атомдардағы дара электрондардың санымен анықталады.
Мысалы, 1-топтың бас топшасының элементтердің валенттілігі бірге тең, себебі бұл элементтердің атомдарының сыртқы қабатында бір электрон болады.
Li ... 2s1 B=1

Na ... 3 s1 B=1 және т.б.

2-топтың бас топшасының элемнттеріні валенттілігі қалыпты жағдайында 0-ге тең, себебі сыртқы қабатында дара электрон жоқ.

Be ... 2 s2 B=0

Mg ... 3 s2

Be* B=2

2 s2

2s1 2p1
Mg*

3 s2

3s1 3p1

O ... 2s2 2p4 F ... 2s2 2p5
B=2 B=1

S ... 3s2 3p4Cl ... 3s2 3p5
B=2 B=1

S*

3s1 3p33d2

Қанығу дегеніміз-атомның коваленттік байланыстарының шекті санын түзу қабілеті.
Ең мықты химиялық байланыс атомдық орбитальдардың максимал қаптасқан бағытында болады. Ковалентті байланыстың басты қасиетіні бірі- оның бағыты, себебі ол молекуланың геометриясын анықтайды. Дәлірек айтсақ, молекула ішіндегі атомдардың валенттік электрондары бұлттарының тұйықтасып бірін-бірі қаптау бағыттары.
Квантомеханикалық теорияның түсініктері бойынша электрон бұлттарының пішіні әр түрлі болатыны бұрыннан белгілі. S- электрондардың бұлтты шар тәрізді, р- электрондары гантель тәрізді, d-және f- электрондардың бұлттары одан да күрделі болады.

Иондық байланыс
Иондық байланыс оң және теріс зарядталған иондардың бірін-бірі электростатикалық күшпен тартылудың нәтижесінде түзіледі. Иондық байланысты 1916 жылы неміс ғалымы В. Кассель ашты. Оның айтуы бойынша, екі атом бір-бірімен қосылысқанда біреуі электронды береді де, екіншісі қабылдайды. Осылай алу және беру нәтижесінде ион пайда болады. Иондардың электростатикалық тартылуының нәтижесінде химиялық байланыс туады, әрбір ионды күш өрісі кеңістігінде жан-жаққа біркелкі тараған шар деп қарастыруға болады.
Иондық байланыс қасиеттері алшақ (метал және метал емес) элементтер қосылған кезде пайда болады. Оны NaC1 молекуласының түзілуін мысалға алып қарастырайық. Натрий мен хлор атомдарының электртерістілігі өте алшақ; натрийдікі-1,01 ал хлордікі-2,83. Натрий мен хлор әрекеттескен кезде натрий 1 электронын беріп оң зарядты ионға, ал хлор сол электронды қосып алып теріс зарядты ионға айналадыда , натрий мен хлор иондары арасындағы электростатикалық тартылыс күштері әсерінен химиялық байланыс түзіледі.
Иондар арасындағы электростатикалық тартылыс күшітері арқылы түзілген байланысты иондық байланыс деп атайды.
Иондық байланыс кезінде электронның бір атомға түгелдей өтуі (шектік поляризация) нәтижесінде түзіледі деуге болады. Шындығында NaCl молекуласының түзілуін былайша қарастыруға болады.
aCl·aCla[:Cl:]-
Бұдан хлор атомының электттерістігі натридікінен жоғары болғандықтан натрийдің дара электроны хлор атомына ауып кетуінен иондар түзіледіде, нәтижесінде атамдар арасында химиялық байланыс түзіледі. Ковалентті қосылыстарда байланыстың басты сипаттамасы оның қанығуы мен бағыты болып саналады. Ал иондық қосылыстарда, керісінше, қанықпауы және бағытының жоқтығы басты сипаттамасы болып табылады.
Иондық қосылыстардағы элементтің валенттілігі, оның ионының электр зарядының санымен сипатталады. Электроваленттілік оң және теріс болып екіге бөлінеді. Оң электроваленттілік - атомның оң ион түзерде, беріп жіберген электрондар санымен анықталады. Теріс электроваленттілік - атомның теріс ион түзерде, қосып алған электрондар санымен анықталады.
Элемент атомының оң немесе теріс ион түзетін қабілеттілігі, оның периодты жүйедегі орнына байланысты.
Иондық байланыс электртерістіліктерінің айырмашылығы көп элементтердің арасында болады. Иондық байланыс негізінен бірінші және екінші негізгі топша элемнттері мен жетінші негізгі топша элементтері әрекеттескенде түзіледі. Мысалы, иондық байланыс цезий мен фтордың арасында айқындылықпен байқалады. Олай болатын себебі электртерістіліктің айырмашылығы 3-ке тең.
Көп қосылыстарда химиялық байланыс полюсті болып кездеседі, басқаша айтсақ полюссіз байланыс пен иондық байланыстың аралық жағдайын сипаттайды.
Сонымен, қазіргі кездегі химиялық байланыстар теориясы бойынша ковалентті және иондық байланыстардың түзілу тегі бір, өйткені атомдардың арасындағы түзілген молекулалық электрон бұлтының бір жақты шегіне дейін поляризацияланудың нәтижесінде ковалентті байланыстан ионды байланыс түзіледі.
Металдық байланыс
Атом құрылысынан көпшілгк металл атомдарының сыртқы электрон қабатында электрон саны өте аз (1-2) болатынын білеміз.Металл атомдарының бір-бірімен қалай байланысатынын қарастырайық..
Әдетте металдар қатты заттар (сынаптан басқа) болатындықтан, олар кристалл тор құрайды Кристалл торда атомдар бір-біріне жақындаған кезде атом орбитальдары айқасадыда, натрий атомының сыртқы бір электроны келесі бос орбитальдарға өтіп кетеді, нәтижесінде метал атомдары бір бірімен байланысады..Химиялық байланыстың осындай түрін металдық байланыс деп атайды.
Сутекті байланыс
М.А.Ильинский сутектік байланыстың негізін зерттегенде сутектік байланыстар молекулааралық немесе молекула ішіндегі байланыстарға да жатуы мүмкіндеген қорытындыға келеді. Себебі, сутегінің атомы фтор, оттегі және азот сияқты элементтермен қосылысқанда одан шыққан қосылыстардың аномалдық қасиеттері байқалады. Элементтердің атомдық массаларының өсуіне байланысты бір қатардағы бір тектес, бір топтағы элемнттердің өосылыстардың қайнау және балқу температуралары өсіп отырады.
Сутектік байланыс өз бетінше бөлек байланыс. Бұл байланыс құрамында сутегі және электртерістілігі жоғары элемент атомы бар молекулаларда кездеседі. Электртерістілігі жоғары ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.