Химиялық байланыс және зат құрылысы (10 класс) Презентации

Химиялық байланыстың (типтері), валенттілік, тотығу дәрежесі

Қосылыстағы атомдардың бір-біріне әсері арқылы жүзеге асатын күш табиғатынының мәнін түсіндіру, Атомдар арасында химиялық байланыстың қалай түзілетінін анықтау, Молекуладағы байланыстың түзілуін шартты түрде жазып үйрету7 Сабақтың мақсаты:

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Міндеті: 1.Химиялық байланыс жайлы ұғымды қалыптастыру. 2.Жай және күрделі заттардан химиялық байланыстың түрін анықтай білу, әр түрлі байланыс түрі бар заттарға түзілу схемасын құра білу, ковалентті, иондық, металдық, байланыстардың түзілу механизмін түсіндіре білу.

Міндеті: 3. Дамыту: ☺Интеллектуалды дағды- себеп – салдарды анықтап, соның негізінде қорытынды шығару, материалды жүйелеу, тұжырымдау сұрақтарын құрастыру. ☺Сөйлеу дағдысы – топта жұмыс жүргізу кезінде ғылыми тілде ойын жеткізе білу. ☺Коммуникативті дағды –дәлелді мысалдар келтіре отырып өз ойын жеткізу, өзгелердің пікірін тыңдай білу. ☺ Әлеуметтік дағды – топта жұмыс істеу.

Өткенге көз жіберейік, ертедегі адамдар бұл туралы қалай ойлады екен......

АУА С У ОТ Ж Е Р ЭМПЕДОКЛ (біздің эрамызға дейінгі V ғасыр) Ғаламдағы бар тіршіліктің төрт түбірі бар : От және су, және жер, шектеусіз әлем бөлігі, Не болды, не бар, және не болады барлығы да солардан түзіледі, жалғасын таба бермек….

ДЕМОКРИТ (б.э.д. 460 – 370 ж.ж. ) Әлемде тек қана атомдар, бос кеңістік және қозғалыс бар, деп оқытты. Ол атомдардың бос кеңістікте соқтығысуының механикалық қажеттілігін ойлап тапты. Түсінікті болуы үшін, атомдарды бір-бірімен бекіту үшін ілгешекпен, ілгекті пайдаланды.

Платон өзінің шәкірттеріне өте көрнекі түрде үшбұрыштың бөлшектері арқылы орындалатын барлық өзгерістерді көрсетті.

октаэдр

ЙЁНС-ЯКОБ БЕРЦЕЛИУС (1779 – 1848 ж.ж.) Электрохимиялық теория Химиялық элементтер арасындағы байланысты олардың электрлік қасиеті тұрғысынан қарастырды. Яғни, химиялық элементтердің бір түрінде оң, ал екіншілерінде теріс заряд басым болады. Оң заряды басым элементтерге металдарды, ал теріс заряды бар элементтерге металл еместерді жатқыза отырып, химиялық қосылыстар осылардың арасындағы тартылыстан туындайды деп есептелінді.

ХИМИЯЛЫҚ БАЙЛАНЫС - химиялық қосылыстағы атомдардың бір-біріне әсері арқылы жүзеге асатын күштер жиынтығы

Химиялық байланыс түзілген кезде атомдардың электрондық құрылымы өзгеріске ұшырайды. Атомдардың электрондық құрылымы анағұрлым тұрақты болған жағдайда ғана химиялық байланыс түзіледі. Химиялық байланыс түзілуде ең басты рольді электрондар атқарады.

Сыртқы электрондық қабаты ns2np6 типті болған жағдайда электронды октет және 1 s2 аяқталған, анағұрлым тұрақты болады. Басқа элементтің атомдары химиялық байланыс түзу кезінде осындай электрондық құрылым түзуге ұмтылады. Атомдар арасында тұрақты (аяқталған) электрондық құрылымда болатын ең маңызды екі түрлі химиялық байланыстың түрі иондық (электровалентті) және ковалентті байланыс бар.

Иондық химиялық байланыс электртерістілігі бойынша айырмашылығы үлкен металл мен бейметалл атомдары арасында түзіледі. Иондық химиялық байланыс қарама –қарсы зарядталған иондардың электростатикалық тартылысы нәтижесінде жүзеге асады.

Иондық байланыс теориясын 1916 жылы неміс ғалымы В. Коссель ұсынған болатын. Бұл теория типтік металдар мен типтік бейметалдар атомдары арасында: CsF, CsCl, NaCl, KF, KCl, Na2O, CaO түзілетін байланысты түсіндіреді. Осы теорияға байланысты иондық байланыстың түзілу кезінде типтік металл атомдары электронды береді, ал типтік бейметалл атомдары электронды қосып алады. КОССЕЛЬ (Kossel), Вальтер 1888 – 1956 ж.ж.

Иондар түзілу арқылы жүзеге асатын байланыстарды иондық байланыс, қосылыстың өзін иондық қосылыс деп атайды. Иондық қосылыстардың қайнау, балқу температурасы жоғары, қызуға тұрақты, олар полюстік еріткіштерде тез ериді, ерітінділері электр тогын жақсы өткізеді.

натрий атом

Ковалентті байланыс – бұл атомдар арасында ортақ электрондық жұп есебінен жүзеге асырылатын химиялық байланыс. Ковалентті химиялық байланыста электрон жұбының атомдардың арасында орналасуына қарай полюсті және полюссіз деп екіге бөлінеді.

Джильбер Льюис

Полюссіз ковалентті химиялық байланысты молекулада электрон жұбы атомға ауыспай, симметриялы түрде ортада орналасады. Полюссіз химиялық байланыстағы қосылыстардың қайнау және балқу температуралары төмен, полюсті еріткіштерде иондар түзбейді, электр тоғын өткізбейді.

Сутек атомының электрондық формуласы 1s1. Сутектің электртерістілігі 2,1. S – электрондарының электрон бұлттары сфера (шар) тәрізді, олардың өзара әсерлесуін былай көрсетуге болады: сонда s электрондарының бұлттары өзара қабысып, екі электрон екі ядроға да ортақ, олардан бірдей қашықтықта орналасады.

Сутегі молекуласындағы атомдардың ұсталып тұрған күштерінің табиғатын алғаш 1927 жылы ағылшын ғалымдары Гейтлер мен Лондон кванттық механика тұрғысынан түсіндірді. Олар Шредингер теңдеуі бойынша байланыстың екі сипатын - энергия мен ядро аралық ұзындықты есептеді. Сутегі молекуласы төрт микробөлшектен тұрады. Екі атом бір – біріне жақындаған кезде тартылыс күші, ал екі ядро мен екі электрон арасында тебілу күші пайда болады. Осы тартылыс және тебілу күші теңескен жағдайда молекула тұрақты күйге келеді.

H +1 ) 1

H- -H H2 Сутек молекуласындағы байланыстың түзілуі:

Fтеб. Fтарт.  ē ē Атомдар арасында тартылыс және тебілу күштері пайда болады. Қандай күш көп болады?

АТОМДАР ЖАҚЫНДАСҚАНДА ОЛАРДЫҢ ЭЛЕКТРОНДЫҚ БҰЛТТАРЫ БҮРКЕСУІНЕН ЯДРОЛАРДЫҢ АРАСЫНДАҒЫ КЕҢІСТІКТЕ МАКСИМАЛ ЭЛЕКТРОН ТЫҒЫЗДЫҒЫ БАР МОЛЕКУЛАЛЫҚ БҰЛТ ТҮЗІЛЕДІ.

Н + Н  Н Н 2ē 2ē Бір ортақ электрон жұбы - бір химиялық байланыс Молекуланың электрондық формуласы Молекула түзілуінің электрондық схемасы

2ē 2ē

+17Cl Cl2 Cl + Cl  Cl Cl Cl Cl

Енді оттегі молекуласындағы байланыстың түзілуін қарастырайық. Оттек атомының электрондық формуласы 1s22s22p4, валенттілік электрондары 2s22p4, электртерістілігі 3,5.

Электронды-графикалық формуласын қарасақ, валенттілік электрондар саны 6, оның екеуі дара күйінде, міне, осы электрондар екінші оттек атомындағы дәл осындай электрондармен екі жұп түзеді, яғни байланыс саны екі. Енді әр атом ядросын 8 электроннан айналатын болады. Сөйтіп, бұл мысалдан да көретініміз молекула түзілгенде аяқталған 8 электронды қабаттың пайда болуы. Оттек атомдарының тотығу дәрежелері нөлге тең, валенттіліктері ІІ-ге тең болады. Еселі байланыс дара байланысқа қарағанда беріктеу болады.

Электрондардың электрон бұлттарының формаларын қолданып байланыстың түзілуін көрсетсек:

α - байланыс дегеніміз электрон бұлттарының қабысу ауданы ядролардың қосылу сызығының бойында жатқанда түзілетін байланыс (а). Ал π-байланыс — электрон бұлттарының қабысу ауданы ядроларды қосатын сызықтың екі жағында орналасқанда түзіледі. Оттегі молекуласында атомдар бір-бірімен екі байланыспен байланысқан, оның бірі - α болса, екіншісінің π-байланыс екендігін байқайсыңдар. Олай болса π - байланыс, тек қайталанған байланыстарда болса, α -байланыс дара байланыс кезінде түзіледі.

Полюсті коваленттік байланыс дегеніміз байланыстырушы электрон жұбының бұлты электртерістігі басым элемент атомына қарай ығыса орналасқан байланыс. Молекуланың полюстілігі диполь моменті арқылы көрсетіледі. Полюсті молекулалардың қайнау және балқу температурасы төмен, полюсті еріткіштерде үйектеліп иондарға ыдырайды.

Cl +17 ) ) ) 2 8 7 1s22s22p23s23p5 H +1 ) 1

H + Cl  H Cl

Металдық байланыстың түзілу схемасы (М – металл): Me – ne- → Me+n Мұндай қабілетті металдар бос күйде де, химиялық әрекеттесу кезінде де көрсетеді. Бос күйдегі металдың белгілі физикалық қасиеттері: электр және жылу өткізгіштігі, қаттылығы, иілімділігі, созылғыштығы, өзіне тән жылтыры, т.б. бұлардың барлығы да металдық байланысқа тәуелді. _ Металдық кристалл торының түйіндерінде атомдар немесе олардың иондары орналасатыны белгілі. Металдық тордағы бостау күйдегі делокальданған электрондар көптеген ядролардың арасында өзара тарту күштерін тудырып, металдық байланыс түзеді.

Химиялық байланыстың негізгі сипаттамалары: байланыс энергиясы байланыс ұзындығы валенттік бұрыш Байланыс энергиясы – өзара байланысқан атомдарды не иондарды бір – бірінен ажырату үшін жұмсалатын энергия. Байланыс ұзындығы – химиялық байланыстағы атомдар ядроларының арасындағы қашықтық, валенттік бұрыш – байланысқан атомдар ядролары арқылы жүргізілетін жорамал сызықтар арасындағы бұрыш. Бұл көрсеткіштер зат молекуласының құрылысын, пішінін және беріктігін сипаттайды.

Тотығу дәрежесі, тотығу саны – химиялық қосылысты тек иондардан тұрады деп қарастырғанда әр атомда болатын шартты зарядтың сан шамасы. Бұл ұғым молекуладағы атомдардың күйін сипаттау үшін қолданылады. Кез келген қосылысты ионды қосылыс деп қарастыруға болмайтындықтан, тотығу дәрежесі шартты түрде алынады.

Барлық күрделі қосылыстағы металдар тек қана оң тотығу дәрежесін көрсетеді. Бейметалдар оң және теріс тотығу дәрежесін көрсете алады. Бейметалдар сутекпен және металдармен қосылыстарында үнемі теріс мәнге ие. Элементтің ең жоғарғы (максимальді) тотығу дәрежесі периодтық кестедегі топтың нөміріне байланысты болады. Металдардың ең кіші тотығу дәрежесі нөлге тең болады. Ең жоғарғы тотығу дәрежесі мен ең төмен тотығу дәрежесіндегі аралықты аралық тотығу дәрежесі деп атайды.

Тотығу дәрежесі ауыспалы Cl,P,Se теріс S-2 ,N-3 ,O-2 тұрақты H,K,Zn жай заттардың т.д. Fe0,Cl20,H20 оң Na,Al,Ca

Тотығу дәрежесі бойынша химиялық формуланы құрастыру. АЛГОРИТМ: Химиялық элементтердің таңбасын жазамыз. Al S Д. И. Менделеев кестесінен элементтердің ТОТ дәрежесін табамыз Al+3S-2 3. ЕКОЕ тауып индекстерді анықтаймыз. ЕКОЕ=6 Al+3S-2 Al2S3 ЕРЕЖЕ: элементтердің тотығу дәрежесінің алгебралық қосындысының жиынтығы нөльге тең. Al2S3

Al2O3 Ca3N2 K2Se P2O5 Cl2O7 As2O3 Al2+3O3-2 Ca3+2N2-3 K2+ Se-2 P2+5O5-2 Cl2+7O7-2 As2+3O3-2 Элементтің тотығу дәрежесін анықта

Кез келген молекула электробейтарап бөлшек. Молекуладағы барлық атомдардың тотығу дәрежесінің қосындысы нөльге тең болады. Әр түрлі қосылыстағы көміртектің тотығу дәрежесін анықтап көрейік. Көміртектің валенттілігін көрсету үшін графикалық формуласын көрсетеміз. Бұл қосылыстарда көміртек барлық уақытта төрт валентті болады, ал тотығу дәрежесі -4 тен + 4 дейін өзгеріп отырады. Барлық уақытта элементтің тотығу дәрежесі валенттілігіне сай келе бермейді.

Біз химиялық байланыстың әр түрлі типтерімен таныстық, енді біз ең маңызды ұғымдардың бірі «валенттілікті» түсіне аламыз. Бұл ұғым байланыстағы атомдардың сандық ерекшеліктерін сипаттауға қолданылады. Валенттілік (W) – атомдар арқылы түзілетін химиялық байланыстардың саны. Валенттілік ұғымы тек қана екі химиялық байланыстың типі үшін ғана мәні бар. Коваленттік ұғымы үшін ковалентті байланыс үшін орындалады. Коваленттік Wk – атомдар арасындағы ковалентті байланыстар санын білдіреді. Коваленттік молекуладағы бір – бірімен байланысқан атомдардың электрон жұптарының санына тең болады.

Валенттілік. Атом құрылысы мен химиялық байланыс тұрғысынан қарағанда валенттілік әрбір атомның молекула түзуге жұмсайтын электрондарының санымен анықталады. Атом, химиялық байланыс түзуге неше электрон жұмсаса, оның валенттігі де сонша болады. Мысалы, сутек молекуласын түзуге әрбір сутек атомы бір электроннан, оттек молекуласын түзуге оттектің әрбір атомы екі электроннан, азот молекуласын түзуге әрбір азот атомы 3 электроннан жұмсайды.

Сондықтан сутек атомы молекуласында сутек атомдары 1 валентті, оттек молекуласында оттек атомдары екі 2 валентті, азот молекуласында азот атомдары 3 валентті болады. Молекуладағы атомдар арасындағы әрбір қос электрондарды бір сызықшамен ауыстыру арқылы заттың құрылымдық формуласын құрады. Құрылымдық формула молекуладағы атомдардың валенттілігін көрсетеді.

Бір сызықша бір валенттілік байланысқа сәйкес келеді. Сонымен бірге құрылымдық формуласы молекуладағы элементтердің бір – бірімен байланысу ретін де білдереді. Әрбір элементтен шығатын сызықша саны сол элементтің валенттілігін көрсетеді. Мысалы, мына көрсетілген │ │ Н -, О= , -N-, - C - │

Элементтің валенттілігі - бұл берілген молекуладағы атомның басқа атоммен түзетін химиялық байланыстың саны. Бір химиялық байланыс түзу үшін атом бір жұптаспаған электрон ұсынады. Сондықтан элементтің валенттілігі атомдағы жұптаспаған электрон санымен анықталады. Көптеген элемент атомдары өздерінің валенттілігін (жұптаспаған электрон санын) қалыпты жағдайдан қозған жағдайға ауысқан жағдайда көбейте алады. Атомның қозған жағдайы - бұл қалыпты жағдаймен салыстырғанда жоғары энергиясы мөлшерімен ерекшелінеді.

Иондық байланыс үшін электроваленттік ұғымы қолданылады. Электроваленттік (Wэ) – атомның формальды зарядының абсолюттік өлшемі. Егер атом бір байланыс түзсе бір валентті, егер екі байланыс түзсе екі валентті деп аталады. Валенттік электроваленттік пен коваленттіктің жалпы қосындысына тең болады: W = Wэ + Wк

Мысал

Заттардың формуласы Химиялық байл. типі А) I2 1) КПБ Б) ZnSO4 2) КПСБ В) К2S 3) ИБ, КПБ Г) Н2О 4) СБ 5) ИБ 6) КПСБ, КПБ Заттардың формуласы мен химиялық байланыстың арасындағы сәйкестікті көрсетіңдер.

Иондық байланыс Крестер мен нөльдер ойыны H2O I2 CaCl2 HCl KCl KBr Cl2 NH3 Li2S

Ұтымды жолды тап Ковалентті полюсті байланыс H2O I2 NaF N2 HCl NH3 H2 Cl2 HI

Ковалентті полюссіз байланыс Крестер мен нөльдер ойыны N2 I2 HF S8 HCl F2 H2 Cl2 HI

Үйге тапсырмасы Кестеде берілген қосылыстардан химиялық байланыстың типін анықта. № нұсқа Заттар формуласы 1 CaCl2 Cl2 CS2 2 Na2O O2 CH4 3 Br2 CO2 BaI2 4 N2 SiF4 MgO 5 CCl4 K2O S2

Молекула түзілуінің электронды схемасын орындаңдар: а) фтор, су, бромсутек б) аммиак, оттектің фтормен қосылысы Осы заттар молекуласындағы электрон орбитальдарының бүркесу суретін салыңдар.