1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Хімія
  3. Утворення і типи ковалентних зв’язків за способом перекривання орбіталей

Утворення і типи ковалентних зв’язків за способом перекривання орбіталей

Учитель нагадує, що рушійною силою утворення хімічних зв’язків між атомами є їх прагнення завершити зовнішній електронний рівень до стійкої оболонки благородного газу (для водню це два електрона, для вуглецю – вісім). Одним з можливих шляхів такого процесу є усуспільнення електронів. Два атома надають один одному «в користування» свої електрони, утворюючи ковалентний зв’язок. Як же відбувається усуспільнення електронів?

При зближенні двох атомів (наприклад, водню) один з одним їх s-орбіталі починають перекриватися. У місці перекривання виникає надлишкова електронна щільність, т. Е. Ділянка простору, де ймовірність зустріти електрон збільшується. Умовно вважають, що між атомами утворюється загальна електронна пара. Подальше зближення атомів неможливо з причини взаємного відштовхування однойменно заряджених ядер і глибше розташованих електронних шарів (наприклад, для атомів вуглецю). Але і для розриву утворилася зв’язку потрібно затратити деяку кількість енергії – тим більше, чим міцніше зв’язок. Ця енергія в розрахунку на 1 моль речовини називається енергією зв’язку і вимірюється в кДж / моль.

За допомогою тих же куль учитель демонструє освіту ковалентного полярного зв’язку за рахунок перекривання двох s-орбіталей, s- і p-орбіталей. Якщо кульки досить прозорі, площа їхнього зіткнення має більш темне забарвлення, що створює ілюзію підвищеної електронної щільності. Сильно наблизити кульки один до одного не вдається: зростають сили відштовхування. Злегка натискаючи на кулі, вчитель показує, як атоми коливаються про становище рівноваги. Рівноважний відстань між центрами ядер двох атомів називається довжиною хімічного зв’язку.

Тепер в руках учителя дві «p-орбіталі». Якщо припустити, що на кожній з них розташовується по одному неспарених електронів, чи можуть вони утворити ковалентний зв’язок? Так, для цього орбіталі повинні перекриватися. Яким чином? У випадку двох s-орбіталей такого питання (завдяки їх високосімметрічной геометричній формі) не виникало. Перший варіант перекривання очевидний: осі двох p-орбіталей збігаються – розташовані вздовж однієї прямої. Другий спосіб перекривання незвичайний: осі орбіталей паралельні, виникає не одна, а дві області перекривання. Неважко здогадатися, що властивості утворюються хімічних зв’язків в тому і іншому випадку будуть різні. Якщо електронна щільність ковалентного зв’язку розташована на лінії, що з’єднує центри ядер двох атомів, то це – G-зв’язок. Якщо ж електронна щільність лежить поза цієї лінії, то за механізмом перекривання це ?-зв’язок.

Чи можна віднести ковалентні зв’язки утворені s-s- і s-р-орбиталями до ?- або ?-типом? Учитель просить хлопців застосувати використовувати при відповіді на це питання тільки що дані визначення. Виходить, що зазначені зв’язки відносяться до ?-типу, і це дійсно так.

Для закріплення пройденого матеріалу вчитель пропонує (вдома або на уроці) учням виконати наступні завдання.
завдання 1

При утворенні ковалентних зв’язків атоми водню і вуглецю прагнуть завершити свої зовнішні електронні рівні до оболонки благородних газів. Яких? Скільки електронів на зовнішньому рівні у атомів цих благородних газів?
завдання 2

Довжини зв’язку в молекулах Н2, F2, Сl2, Вr2, рівні відповідно 0,074 нм; 0,142 нм; 0,200 нм; 0,228 нм. З чим пов’язане зростання довжини зв’язку в цьому ряду?
завдання 3

Орбіталі якого типу перекриваються при утворенні зв’язків Н-Cl, Н-Н, Cl-Сl? Які з цих зв’язків полярні, а які неполярних?

ПОДІЛИТИСЯ: