|
|
Учебник для 8 класса ХИМИЯ§ 11. Взаимодействие атомов элементов-неметаллов между собойМы уже рассмотрели, как взаимодействуют атомы элементов-металлов с атомами элементов-неметаллов: одни отдают свои внешние электроны и превращаются при этом в положительные ионы, другие принимают электроны и превращаются при этом в отрицательные ионы. Ионы притягиваются друг к другу, образуя ионные соединения.
А как осуществляется связь между атомами элементов-неметаллов, которые имеют сходную тенденцию к присоединению электронов? Рассмотрим вначале, как осуществляется связь между атомами одного и того же химического элемента, например в веществах, имеющих двухатомные молекулы: азота N2, водорода Н2, хлора С12. Обратите внимание, что для отражения состава этих веществ с помощью химических знаков также используют индексы. Два одинаковых атома элемента-неметалла могут объединяться в молекулу только одним способом: обобществив свои внешние электроны, т. е. сделав их общими для обоих атомов. Рассмотрим, например, образование молекулы фтора F2. Атомы фтора — элемента главной подгруппы VII группы (VIIA группы) Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева — имеют на внешнем энергетическом уровне семь электронов, и каждому атому не хватает до его завершения лишь одного электрона. Внешние электроны атома фтора образуют три электронные пары и один непарный электрон:
Если сближаются два атома и у каждого из них есть по одному внешнему неспаренному электрону, то эти электроны «объединяются» и становятся общими для обоих атомов, у которых тем самым сформируется завершённый внешний восьмиэлектронный уровень.
Образование молекулы фтора изображено на схеме:
Если обозначить общую электронную пару чёрточкой, то запись называют структурной формулой, например структурная формула молекулы фтора
Аналогично молекуле фтора образуется и двухатомная молекула водорода Н2:
Следует учесть, что завершённым для атома водорода будет двухэлектронный уровень, подобный завершённому уровню атома гелия. Структурная формула молекулы водорода
Уточним наши представления о ковалентной связи на примере образования молекулы водорода, используя понятие электронного облака (см. § 9). При сближении двух атомов водорода, имеющих по одному s-электронному облаку сферической формы, происходит перекрывание электронных облаков. При этом возникает область (место), где плотность отрицательного заряда наиболее высока и поэтому обладает повышенным отрицательным зарядом. Положительно заряженные ядра притягиваются к ней (это известно из курса физики), и образуется молекула. Таким образом, химическая связь — результат действия электрических сил. Представим вышесказанное в виде схемы:
Нужно отметить, что в основе образования ковалентной связи, так же как и при возникновении ионной связи, лежит взаимодействие противоположных зарядов. В заключение рассмотрим алгоритм рассуждений, необходимых для того, чтобы записать схему образования ковалентной связи, например для молекулы азота N2. 1. Азот — это элемент главной подгруппы V группы (VA группы). Его атомы имеют по пять электронов на внешнем уровне. Чтобы определить число неспаренных электронов, воспользуемся формулой: 8 - N = число неспаренных электронов, где N — номер группы химического элемента. Следовательно, атомы азота будут иметь (8-5 = 3) три неспаренных электрона. 2. Запишем знаки химических элементов с обозначением внешних электронов так, чтобы неспаренные электроны были обращены к соседнему знаку:
3. Запишем электронную и структурную формулы образовавшейся молекулы:
Если атомы связаны между собой одной общей электронной парой, то такую ковалентную связь называют одинарной, если двумя — двойной, если тремя — тройной. Чем больше общих электронных пар у атомов в молекуле, тем прочнее связаны они друг с другом и тем меньше расстояние между ядрами атомов, которое называют длиной связи. В молекулах фтора связь одинарная, и длина связи между ядрами атомов составляет 0,14 нанометра (1 нм = 10-9 м, или 0,000000001 м). В молекулах азота связь тройная, и длина её составляет 0,11 нм. Чтобы разделить молекулу азота на отдельные атомы, необходимо затратить примерно в семь раз больше энергии, чем для разрыва одинарных связей в молекуле фтора. Ключевые слова и словосочетания
Работа с компьютером
Вопросы и задания
|
|
|