خانه » مواد تعمیر و تکمیل » انواع پایه پیوندهای شیمیایی طرح 4. انواع پیوندهای شیمیایی. یادگیری مطالب جدید

انواع پایه پیوندهای شیمیایی طرح 4. انواع پیوندهای شیمیایی. یادگیری مطالب جدید

هر اتم تعداد مشخصی الکترون دارد.

ورود واکنش های شیمیایی، اتم ها الکترون اهدا می کنند، به دست می آورند یا به اشتراک می گذارند و به پایدارترین پیکربندی الکترونیکی دست می یابند. پیکربندی با کمترین انرژی (مانند اتم های گاز نجیب) پایدارترین است. این الگو "قاعده هشت" نامیده می شود (شکل 1).

برنج. 1.

این قانون برای همه صدق می کند انواع اتصالات. پیوندهای الکترونیکی بین اتم ها به آنها اجازه تشکیل می دهد سازه های پایدار، از ساده ترین کریستال ها تا بیومولکول های پیچیده که در نهایت سیستم های زنده را تشکیل می دهند. آنها از نظر متابولیسم مداوم با کریستال ها متفاوت هستند. در عین حال، بسیاری از واکنش های شیمیایی بر اساس مکانیسم ها پیش می روند انتقال الکترونیکیکه نقش مهمی در فرآیندهای انرژی در بدن دارند.

پیوند شیمیایینیرویی است که دو یا چند اتم، یون، مولکول یا هر ترکیبی از آنها را در کنار هم نگه می دارد.

ماهیت پیوند شیمیایی جهانی است: این یک نیروی جاذبه الکترواستاتیکی بین الکترون های با بار منفی و هسته های با بار مثبت است که توسط پیکربندی الکترون های لایه بیرونی اتم ها تعیین می شود. توانایی اتم برای تشکیل پیوندهای شیمیایی نامیده می شود ظرفیت، یا حالت اکسیداسیون. مفهومی از الکترون های ظرفیت - الکترون هایی که پیوندهای شیمیایی تشکیل می دهند، یعنی در بالاترین اوربیتال های انرژی قرار دارند. به ترتیب، پوسته بیرونیاتمی حاوی این اوربیتال ها نامیده می شود پوسته ظرفیت. در حال حاضر، نشان دادن وجود پیوند شیمیایی کافی نیست، اما باید نوع آن را مشخص کرد: یونی، کووالانسی، دوقطبی-دوقطبی، فلزی.

اولین نوع اتصال استیونی ارتباط

مطابق با نظریه الکترونیکیظرفیت لوئیس و کوسل، اتم ها می توانند به دو روش به پیکربندی الکترونیکی پایدار دست یابند: اول، با از دست دادن الکترون ها، تبدیل شدن کاتیون هاثانیاً، به دست آوردن آنها، تبدیل شدن به آنیون ها. در نتیجه انتقال الکترون به دلیل نیروی جاذبه الکترواستاتیکی بین یون های دارای بار علامت مخالفیک پیوند شیمیایی تشکیل می شود که کوسل نام دارد. الکترووالانت"(اکنون نامیده می شود یونی).

در این مورد، آنیون ها و کاتیون ها یک پیکربندی الکترونیکی پایدار با بیرونی پر شده تشکیل می دهند پوسته الکترونیکی. معمول پیوندهای یونیاز کاتیون های گروه های T و II تشکیل شده است جدول تناوبیو آنیون ها عناصر غیر فلزیگروه های VI و VII (به ترتیب 16 و 17 زیر گروه، کالکوژن هاو هالوژن ها). اتصالات ترکیبات یونیغیر اشباع و غیر جهت دار، بنابراین امکان برهمکنش الکترواستاتیکی با یون های دیگر را حفظ می کنند. در شکل شکل 2 و 3 نمونه هایی از پیوندهای یونی مربوط به مدل کوسل انتقال الکترون را نشان می دهد.

برنج. 2.

برنج. 3.پیوند یونی در یک مولکول نمک سفره(NaCl)

در اینجا مناسب است برخی از خواصی را که رفتار مواد در طبیعت را توضیح می دهد، به ویژه در نظر بگیریم اسیدهاو دلایل.

محلول های آبی همه این مواد الکترولیت هستند. آنها رنگ متفاوتی را تغییر می دهند شاخص ها. مکانیسم اثر شاخص ها توسط F.V. کشف شد. استوالد. او نشان داد که اندیکاتورها اسیدها یا بازهای ضعیفی هستند که رنگ آنها در حالت های تفکیک نشده و تفکیک شده متفاوت است.

بازها می توانند اسیدها را خنثی کنند. همه پایه ها در آب محلول نیستند (مثلاً برخی از آنها نامحلول هستند ترکیبات آلی، بدون - گروه های OH، به ویژه، تری اتیلامین N(C2H5)3); پایه های محلولتماس گرفت قلیایی ها.

محلول های آبی اسیدها تحت واکنش های مشخصه ای قرار می گیرند:

الف) با اکسیدهای فلزی - با تشکیل نمک و آب؛

ب) با فلزات - با تشکیل نمک و هیدروژن.

ج) با کربنات ها - با تشکیل نمک، CO 2 و ن 2 O.

خواص اسیدها و بازها توسط چندین نظریه توصیف شده است. مطابق با نظریه S.A. آرنیوس، اسید ماده ای است که برای تشکیل یون تجزیه می شود ن+ ، در حالی که پایه یون ها را تشکیل می دهد او- . این نظریه وجود را در نظر نمی گیرد پایه های آلیکه گروه هیدروکسیل ندارند.

مطابق با پروتونبر اساس نظریه برونستد و لوری، اسید ماده ای است حاوی مولکول ها یا یون هایی که پروتون ها را اهدا می کنند. اهدا کنندگانپروتون ها) و یک باز ماده ای متشکل از مولکول ها یا یون هایی است که پروتون ها را می پذیرند. پذیرندگانپروتون ها). توجه داشته باشید که در محلول های آبی، یون های هیدروژن به صورت هیدراته، یعنی به صورت یون هیدرونیوم وجود دارند. H3O+ . این تئوری واکنش هایی را نه تنها با آب و یون های هیدروکسید، بلکه واکنش هایی را که در غیاب یک حلال یا با یک حلال غیر آبی انجام می شود، توصیف می کند.

مثلا در واکنش بین آمونیاک N.H. 3 (باز ضعیف) و کلرید هیدروژن در فاز گاز، کلرید آمونیوم جامد تشکیل می شود و در مخلوط تعادلی دو ماده همیشه 4 ذره وجود دارد که دو ذره آن اسید و دو ذره دیگر باز هستند:

این مخلوط تعادلی از دو جفت اسیدها و بازهای مزدوج تشکیل شده است:

1)N.H. 4+ و N.H. 3

2) HClو Cl ‑

در اینجا، در هر جفت مزدوج، اسید و باز یک پروتون با هم تفاوت دارند. هر اسید یک باز مزدوج دارد. اسید قویمربوط به یک پایه مزدوج ضعیف است، و اسید ضعیف- پایه مزدوج قوی

نظریه Brønsted-Lowry به توضیح نقش منحصر به فرد آب در حیات زیست کره کمک می کند. آب، بسته به ماده ای که با آن تعامل دارد، می تواند خواص اسید یا باز را نشان دهد. به عنوان مثال، در واکنش با محلول آبی استیک اسیدآب یک باز است و با محلول های آبی آمونیاک یک اسید است.

1) CH 3 COOH + H2O ↔ H3O + + CH 3 COO- . در اینجا، یک مولکول اسید استیک یک پروتون را به یک مولکول آب اهدا می کند.

2) NH 3 + H2O ↔ NH 4 + + او- . در اینجا یک مولکول آمونیاک یک پروتون از مولکول آب می پذیرد.

بنابراین، آب می تواند دو جفت مزدوج را تشکیل دهد:

1) H2O(اسید) و او- (پایه مزدوج)

2) H 3 O+ (اسید) و H2O(پایه مزدوج).

در حالت اول آب یک پروتون اهدا می کند و در حالت دوم آن را می پذیرد.

این خاصیت نامیده می شود آمفی پروتونیسم. موادی که می توانند به عنوان اسید و باز واکنش نشان دهند نامیده می شوند آمفوتریک. چنین موادی اغلب در طبیعت زنده یافت می شوند. به عنوان مثال، اسیدهای آمینه می توانند با اسیدها و بازها نمک تشکیل دهند. بنابراین، پپتیدها به راحتی با یون های فلزی موجود ترکیبات هماهنگی را تشکیل می دهند.

بدین ترتیب، خاصیت مشخصهپیوند یونی - حرکت کامل دو الکترون پیوند دهنده به یکی از هسته ها. این بدان معنی است که بین یون ها منطقه ای وجود دارد که چگالی الکترون تقریباً صفر است.

نوع دوم اتصال استکووالانسی ارتباط

اتم ها می توانند پایدار تشکیل شوند تنظیمات الکترونیکیبا به اشتراک گذاشتن الکترون ها

چنین پیوندی زمانی تشکیل می شود که یک جفت الکترون در یک زمان به اشتراک گذاشته شود از همهاتم در این حالت، الکترون های پیوند مشترک به طور مساوی بین اتم ها توزیع می شوند. نمونه هایی از پیوندهای کووالانسی عبارتند از هم هسته ایدو اتمی مولکول های H 2 , ن 2 , اف 2. همین نوع اتصال در آلوتروپ ها یافت می شود O 2 و ازن O 3 و برای یک مولکول چند اتمی اس 8 و همچنین مولکول های هترونهسته ایهیدروژن کلرید HCl, دی اکسید کربن CO 2، متان CH 4، اتانول با 2 ن 5 اوهگزا فلوراید گوگرد SF 6، استیلن با 2 ن 2. همه این مولکول ها الکترون های مشابهی دارند و پیوندهای آنها اشباع شده و به همان طریق هدایت می شوند (شکل 4).

برای زیست شناسان مهم است که دو برابر و اوراق قرضه سه گانهشعاع کووالانسی اتم ها در مقایسه با یک پیوند واحد کاهش می یابد.

برنج. 4.پیوند کووالانسی در یک مولکول Cl 2.

یونی و انواع کووالانسیاتصالات دو مورد محدود کننده مجموعه هستند انواع موجودپیوندهای شیمیایی و در عمل بیشتر پیوندها میانی هستند.

اتصالات دو عنصر واقع در انتهای مخالف یک یا دوره های مختلفسیستم های مندلیف عمدتاً پیوندهای یونی را تشکیل می دهند. همانطور که عناصر در یک دوره به هم نزدیکتر می شوند، ماهیت یونی ترکیبات آنها کاهش می یابد و ویژگی کووالانسی افزایش می یابد. به عنوان مثال، هالیدها و اکسیدهای عناصر در سمت چپ جدول تناوبیپیوندهای عمدتاً یونی تشکیل می دهند ( NaCl، AgBr، BaSO 4، CaCO 3، KNO 3، CaO، NaOHو همان ترکیبات عناصر سمت راست جدول کووالانسی هستند ( H 2 O، CO 2، NH 3، NO 2، CH 4، فنل C6H5OH، گلوکز C 6 H 12 O 6، اتانول C 2 H 5 OH).

پیوند کووالانسی به نوبه خود یک اصلاح دیگر دارد.

در یون‌های چند اتمی و در مولکول‌های بیولوژیکی پیچیده، هر دو الکترون فقط می‌توانند از آن بیرون بیایند یکیاتم نامیده می شود اهدا کنندهجفت الکترون اتمی که این جفت الکترون را با یک دهنده تقسیم می کند نامیده می شود پذیرندهجفت الکترون این نوع پیوند کووالانسی نامیده می شود هماهنگی (اهداکننده-پذیرنده, یاداتیو) ارتباط(شکل 5). این نوع پیوند برای زیست شناسی و پزشکی بسیار مهم است، زیرا شیمی عناصر d که برای متابولیسم مهم هستند عمدتاً توسط پیوندهای هماهنگی توصیف می شود.

شکل. 5.

به عنوان یک قاعده، در اتصال پیچیدهاتم فلز به عنوان گیرنده جفت الکترون عمل می کند. برعکس، در پیوندهای یونی و کووالانسی اتم فلز دهنده الکترون است.

ماهیت پیوند کووالانسی و انواع آن - پیوند هماهنگی - را می توان با کمک نظریه دیگری درباره اسیدها و بازها که توسط GN ارائه شده است، روشن کرد. لوئیس. او تا حدودی مفهوم معنایی اصطلاحات «اسید» و «باز» را طبق نظریه برونستد-لوری گسترش داد. نظریه لوئیس ماهیت تشکیل یون های پیچیده و مشارکت مواد در واکنش های جانشینی هسته دوست، یعنی در تشکیل CS را توضیح می دهد.

به گفته لوئیس، اسید ماده ای است که قادر به تشکیل پیوند کووالانسی با پذیرش یک جفت الکترون از یک باز است. پایه لوئیس ماده ای است که دارای تک است جفت الکترونیکی، که با اهدای الکترون، پیوند کووالانسی با اسید لوئیس ایجاد می کند.

یعنی تئوری لوئیس دامنه واکنش‌های اسید-باز را به واکنش‌هایی که پروتون‌ها اصلاً در آن‌ها شرکت نمی‌کنند نیز گسترش می‌دهد. علاوه بر این، طبق این نظریه، خود پروتون نیز یک اسید است، زیرا قادر به پذیرش یک جفت الکترون است.

بنابراین طبق این نظریه کاتیونها اسیدهای لوئیس و آنیونها بازهای لوئیس هستند. یک مثال می تواند واکنش های زیر باشد:

در بالا ذکر شد که تقسیم مواد به یونی و کووالانسی نسبی است، زیرا انتقال کامل یک الکترون از اتم های فلز به اتم های پذیرنده در مولکول های کووالانسیاتفاق نمی افتد. در ترکیبات دارای پیوند یونی، هر یون در میدان الکتریکی یون‌های دارای علامت مخالف قرار دارد، بنابراین آنها متقابلاً قطبی شده‌اند و پوسته‌های آنها تغییر شکل می‌دهند.

قطبی پذیریمشخص ساختار الکترونیکی، بار و اندازه یون. برای آنیون ها بیشتر از کاتیون ها است. بالاترین قطبش پذیری در بین کاتیون ها در کاتیون ها است شارژ بیشترو اندازه های کوچکتر، برای مثال، Hg 2+، Cd 2+، Pb 2+، Al 3+، Tl 3+. دارای اثر قطبی قوی است ن+ . از آنجایی که تأثیر پلاریزاسیون یونی دو طرفه است، به طور قابل توجهی خواص ترکیبات تشکیل شده را تغییر می دهد.

نوع سوم اتصال استدوقطبی-دوقطبی ارتباط

علاوه بر انواع ارتباطات ذکر شده، دوقطبی-دوقطبی نیز وجود دارد بین مولکولیفعل و انفعالات نیز نامیده می شود واندروالس .

قدرت این برهمکنش ها به ماهیت مولکول ها بستگی دارد.

سه نوع برهمکنش وجود دارد: دوقطبی دائمی - دوقطبی دائمی ( دوقطبی-دوقطبیجاذبه)؛ دوقطبی دائمی - دوقطبی القا شده ( القاءجاذبه)؛ دوقطبی آنی - دوقطبی القایی ( پراکندهجاذبه یا نیروهای لندن. برنج. 6).

برنج. 6.

فقط مولکول هایی با قطبیت های قطبی دارای گشتاور دوقطبی-دوقطبی هستند. پیوندهای کووالانسی (HCl، NH 3، SO 2، H 2 O، C 6 H 5 Cl، و استحکام باند 1-2 است دبایا(1D = 3.338 × 10-30 کولن متر - C × m).

در بیوشیمی، نوع دیگری از اتصال وجود دارد - هیدروژن اتصال، که یک مورد محدود کننده است دوقطبی-دوقطبیجاذبه این پیوند از جاذبه بین یک اتم هیدروژن و یک اتم الکترونگاتیو کوچک، اغلب اکسیژن، فلوئور و نیتروژن تشکیل می شود. با اتم های بزرگی که الکترونگاتیوی مشابه دارند (مانند کلر و گوگرد)، پیوند هیدروژنی بسیار ضعیف تر است. اتم هیدروژن با یک ویژگی مهم متمایز می شود: هنگامی که الکترون های پیوندی کنار می روند، هسته آن - پروتون - در معرض دید قرار می گیرد و دیگر توسط الکترون ها محافظت نمی شود.

بنابراین، اتم به یک دوقطبی بزرگ تبدیل می شود.

یک پیوند هیدروژنی، بر خلاف پیوند واندروالسی، نه تنها در طول فعل و انفعالات بین مولکولی، بلکه در یک مولکول نیز تشکیل می شود. درون مولکولیپیوند هیدروژنی. پیوند های هیدروژنیبازی در بیوشیمی نقش مهمبه عنوان مثال، برای تثبیت ساختار پروتئین ها به شکل یک مارپیچ یا تشکیل مارپیچ دوتایی DNA (شکل 7).

شکل 7.

پیوندهای هیدروژن و واندروالس بسیار ضعیف تر از پیوندهای یونی، کووالانسی و هماهنگی هستند. انرژی پیوندهای بین مولکولی در جدول نشان داده شده است. 1.

میز 1.انرژی نیروهای بین مولکولی

توجه داشته باشید: درجه برهمکنش های بین مولکولی توسط آنتالپی ذوب و تبخیر (جوش) منعکس می شود. ترکیبات یونی برای جداسازی یون ها به مقادیر قابل توجهی انرژی نیاز دارند. انرژی بیشترنسبت به جداسازی مولکول ها آنتالپی ذوب ترکیبات یونی بسیار بیشتر از ترکیبات مولکولی است.

نوع چهارم اتصال استاتصال فلزی

سرانجام، نوع دیگری از پیوندهای بین مولکولی وجود دارد - فلز: اتصال یون های مثبت یک شبکه فلزی با الکترون های آزاد. این نوع اتصال در اشیاء بیولوژیکی رخ نمی دهد.

از جانب بررسی اجمالیانواع پیوندها، یک جزئیات مشخص می شود: یک پارامتر مهم اتم یا یون فلز - دهنده الکترون، و همچنین اتم - گیرنده الکترون آن است. اندازه.

بدون پرداختن به جزئیات، توجه می کنیم که شعاع کووالانسی اتم ها، شعاع یونیفلزات و شعاع واندروالس مولکول های برهم کنش با افزایش آنها افزایش می یابد شماره سریالدر گروه های جدول تناوبی در این مورد، مقادیر شعاع یونی کوچکترین و شعاعهای واندروالس بزرگترین هستند. به عنوان یک قاعده، هنگام حرکت به سمت پایین گروه، شعاع همه عناصر، هم کووالانسی و هم واندروالس افزایش می یابد.

بیشترین اهمیت را برای زیست شناسان و پزشکان دارند هماهنگی(اهدا کننده - پذیرنده) پیوندهای در نظر گرفته شده توسط شیمی هماهنگی.

بیوانارگانیک پزشکی گ.ک. باراشکوف

قسمت اول

1. ارتباط بین یون های اتم در فلزات و آلیاژها به دلیل الکترون های خارجی مشترکفلز نامیده می شود.

2. طرح تشکیل پیوند فلزی:

3. جدول «انواع پیوندهای شیمیایی» را پر کنید.

قسمت دوم

1. بین نوع پیوند شیمیایی و فرمول مواد مطابقت برقرار کنید. با استفاده از حروف مربوط به پاسخ های صحیح، نام اولین آلیاژ فلزی که توسط انسان استفاده شده است را می سازید: برنز.

2. از تعدادی فرمول مواد:

- آنهایی را انتخاب کنید که مطابقت دارند فرمول الکترونیکیمواد ارائه شده به شکل کلی

3. فرمول مواد تشکیل شده توسط عناصر دوره 2 را با استفاده از انواع پیوندهای شیمیایی بنویسید.

طرح های تشکیل مواد با پیوندهای شیمیایی قطبی یونی و کووالانسی را بنویسید.

4. موارد اضافی را حذف کنید.

5- آیا جملات زیر درست است؟
الف- ماهیت هر پیوند شیمیایی الکترواستاتیک است.
ب- یک ماده فقط می تواند یک نوع پیوند شیمیایی داشته باشد.
4) هر دو قضاوت نادرست است

6. پیوند شیمیایی بین اتم های عناصر با شماره سریال 11 و 9 تشکیل می شود:
1) یونی

7- آیا جملات زیر درست است؟
آ. عنصر شیمیاییکلسیم موادی را تشکیل می دهد که در آن انواع پیوندهای شیمیایی مشاهده می شود.
ب- ماده کلسیم Ca و نیترید کلسیم Ca3N2 به ترتیب با استفاده از پیوندهای غیرقطبی فلزی و کووالانسی تشکیل می شوند.
4) هر دو قضاوت نادرست است

پیوند شیمیایی

تمام فعل و انفعالاتی که منجر به ترکیب ذرات شیمیایی (اتم ها، مولکول ها، یون ها و غیره) به مواد می شود، به پیوندهای شیمیایی و پیوندهای بین مولکولی (برهم کنش های بین مولکولی) تقسیم می شوند.

پیوندهای شیمیایی- پیوند مستقیم بین اتم ها. پیوندهای یونی، کووالانسی و فلزی وجود دارد.

پیوندهای بین مولکولی- اتصالات بین مولکول ها اینها پیوندهای هیدروژنی، پیوندهای یون-دوقطبی (به دلیل تشکیل این پیوند، به عنوان مثال، تشکیل پوسته هیدراتاسیون یون ها رخ می دهد)، دوقطبی-دو قطبی (به دلیل تشکیل این پیوند، مولکول های مواد قطبی با هم ترکیب می شوند. به عنوان مثال در استون مایع) و غیره.

پیوند یونی- یک پیوند شیمیایی که به دلیل جاذبه الکترواستاتیکی یون های دارای بار مخالف ایجاد می شود. که در ترکیبات دوتایی(ترکیبات دو عنصر)، در صورتی تشکیل می شود که اندازه اتم های پیوند خورده بسیار متفاوت از یکدیگر باشد: برخی از اتم ها بزرگ هستند، برخی دیگر کوچک هستند - یعنی برخی از اتم ها به راحتی الکترون ها را رها می کنند، در حالی که برخی دیگر تمایل به پذیرش دارند. آنها (معمولاً اینها اتمهای عناصر تشکیل دهنده هستند فلزات معمولیو اتم های عناصر تشکیل دهنده نافلزات معمولی). الکترونگاتیوی چنین اتمی نیز بسیار متفاوت است.
پیوند یونی غیر جهت دار و غیر اشباع است.

پیوند کووالانسی- یک پیوند شیمیایی که به دلیل تشکیل یک جفت الکترون مشترک ایجاد می شود. یک پیوند کووالانسی بین اتم های کوچک با شعاع یکسان یا مشابه تشکیل می شود. پيش نياز- وجود الکترون های جفت نشده در هر دو اتم پیوندی (مکانیسم تبادل) یا یک جفت تنها در یک اتم و یک اوربیتال آزاد در اتم دیگر (مکانیسم دهنده-گیرنده):

آ)	H· + ·H H:H	H-H	H 2	(یک جفت الکترون مشترک؛ H تک ظرفیتی است).
ب)		NN	N 2	(سه جفت الکترون مشترک؛ N سه ظرفیتی است).
V)		H-F	HF	(یک جفت الکترون مشترک؛ H و F تک ظرفیتی هستند).
ز)			NH4+	(چهار زوج های مشترکالکترون ها N چهار ظرفیتی است)

ساده (تک)- یک جفت الکترون،
دو برابر- دو جفت الکترون،
سه برابر می شود- سه جفت الکترون

پیوندهای دوگانه و سه گانه را پیوندهای چندگانه می گویند.

با توجه به توزیع چگالی الکترون بین اتم های پیوند، یک پیوند کووالانسی به تقسیم می شود غیر قطبیو قطبی. یک پیوند غیر قطبی بین آنها تشکیل می شود اتم های یکسان، قطبی - بین مختلف.

الکترونگاتیوی- اندازه گیری توانایی یک اتم در یک ماده برای جذب جفت الکترون های مشترک.
جفت های الکترونی پیوندهای قطبی به سمت عناصر الکترونگاتیو بیشتر جابه جا می شوند. به خود جابجایی جفت های الکترون، قطبش پیوند می گویند. بارهای جزئی (اضافی) تشکیل شده در هنگام پلاریزاسیون + و - تعیین می شوند، به عنوان مثال: .

بر اساس ماهیت همپوشانی ابرهای الکترونی ("اوربیتال")، یک پیوند کووالانسی به پیوند - و - پیوند تقسیم می شود.
- یک پیوند به دلیل همپوشانی مستقیم ابرهای الکترونی (در امتداد خط مستقیم که هسته های اتم را به هم متصل می کند) تشکیل می شود، - یک پیوند به دلیل همپوشانی جانبی (در دو طرف صفحه ای که هسته های اتم در آن قرار دارند) تشکیل می شود.

یک پیوند کووالانسی جهت دار و اشباع پذیر و همچنین قابل قطبش است.
مدل هیبریداسیون برای توضیح و پیش بینی جهت متقابل پیوندهای کووالانسی استفاده می شود.

هیبریداسیون اوربیتال های اتمیو ابرهای الکترونیکی- هم ترازی فرضی اوربیتال های اتمی در انرژی، و شکل ابرهای الکترونی زمانی که یک اتم پیوندهای کووالانسی تشکیل می دهد.
سه نوع رایج هیبریداسیون عبارتند از: sp-, sp 2 و sp 3-هیبریداسیون مثلا:
spهیبریداسیون - در مولکول های C 2 H 2 ، BeH 2 ، CO 2 (ساختار خطی).
sp 2-هیبریداسیون - در مولکول های C 2 H 4، C 6 H 6، BF 3 (شکل مثلثی تخت)؛
sp 3-هیبریداسیون - در مولکول های CCl 4، SiH 4، CH 4 (شکل چهار وجهی). NH 3 (شکل هرمی)؛ H 2 O (شکل زاویه ای).

اتصال فلزی- یک پیوند شیمیایی که از اشتراک الکترون‌های ظرفیت همه اتم‌های یک کریستال فلزی ایجاد می‌شود. در نتیجه یک ابر الکترونی از کریستال تشکیل می شود که به راحتی تحت تأثیر آن حرکت می کند ولتاژ الکتریکی- از این رو رسانایی الکتریکی بالای فلزات.
پیوند فلزی زمانی تشکیل می‌شود که اتم‌هایی که به هم متصل می‌شوند بزرگ باشند و بنابراین تمایل به ترک الکترون دارند. مواد ساده با پیوند فلزی - فلزات (Na، Ba، Al، Cu، Au و غیره)، مواد پیچیده- ترکیبات بین فلزی (AlCr 2، Ca 2 Cu، Cu 5 Zn 8، و غیره).
پیوند فلزی جهت یا اشباع ندارد. همچنین در مذاب های فلزی حفظ می شود.

پیوند هیدروژنی- یک پیوند بین مولکولی که به دلیل پذیرش جزئی یک جفت الکترون از یک اتم بسیار الکترونگاتیو توسط یک اتم هیدروژن با بار جزئی مثبت زیاد تشکیل شده است. این در مواردی تشکیل می شود که یک مولکول حاوی یک اتم با یک جفت الکترون تنها و الکترونگاتیوی بالا (F, O, N) است و دیگری حاوی یک اتم هیدروژن است که توسط یک پیوند بسیار قطبی به یکی از این اتم ها متصل شده است. نمونه هایی از پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی:

H—O—H OH 2، H—O—H NH 3، H—O—H F—H، H—F H—F.

پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی در مولکول های پلی پپتیدی وجود دارد، اسیدهای نوکلئیک، پروتئین ها و غیره

معیار قدرت هر پیوند، انرژی پیوند است.
انرژی ارتباطی- انرژی لازم برای شکستن یک پیوند شیمیایی معین در 1 مول از یک ماده. واحد اندازه گیری 1 کیلوژول بر مول است.

انرژی پیوندهای یونی و کووالانسی از یک ردیف است، انرژی پیوندهای هیدروژنی یک مرتبه قدر کمتر است.

انرژی یک پیوند کووالانسی به اندازه اتم های پیوند (طول پیوند) و به تعدد پیوند بستگی دارد. هرچه اتم ها کوچکتر و تعدد پیوند بیشتر باشد، انرژی آن بیشتر می شود.

انرژی پیوند یونی به اندازه یونها و بارهای آنها بستگی دارد. هر چه یون ها کوچکتر و بار آنها بیشتر باشد، انرژی اتصال بیشتر است.

ساختار ماده

با توجه به نوع ساختار، تمام مواد به دو دسته تقسیم می شوند مولکولیو غیر مولکولی. در میان مواد آلیدر میان مواد معدنی، مواد غیر مولکولی غالب هستند.

بر اساس نوع پیوند شیمیایی، مواد به مواد دارای پیوند کووالانسی، مواد دارای پیوند یونی (مواد یونی) و مواد دارای پیوندهای فلزی (فلزات) تقسیم می شوند.

مواد با پیوند کووالانسی می توانند مولکولی یا غیر مولکولی باشند. این به طور قابل توجهی بر خواص فیزیکی آنها تأثیر می گذارد.

مواد مولکولی متشکل از مولکول هایی هستند که توسط پیوندهای بین مولکولی ضعیف به یکدیگر متصل می شوند که عبارتند از: H 2، O 2، N 2، Cl 2، Br 2، S 8، P 4 و موارد دیگر. مواد ساده; CO 2، SO 2، N 2 O 5، H 2 O، HCl، HF، NH 3، CH 4، C 2 H 5 OH، پلیمرهای آلیو بسیاری از مواد دیگر. این مواد ندارند استحکام بالا، دارند دمای پایینذوب و جوشیدن، انجام ندهید برقبرخی از آنها در آب یا حلال های دیگر محلول هستند.

مواد غیر مولکولی با پیوند کووالانسی یا مواد اتمی(الماس، گرافیت، Si، SiO 2، SiC و دیگران) کریستال های بسیار قوی تشکیل می دهند (گرافیت لایه ای یک استثنا است)، آنها در آب و سایر حلال ها نامحلول هستند، نقطه ذوب و جوش بالایی دارند، اکثر آنها جریان الکتریکی را هدایت نمی کنند. (به جز گرافیت که دارای رسانایی الکتریکی است و نیمه هادی ها - سیلیکون، ژرمانیوم و غیره)

همه مواد یونی به طور طبیعی غیر مولکولی هستند. اینها مواد جامد و نسوز، محلول ها و مذاب هایی هستند که جریان الکتریکی را هدایت می کنند. بسیاری از آنها در آب محلول هستند. لازم به ذکر است که در مواد یونیآه، که بلورهای آن از یون های پیچیده تشکیل شده است، پیوندهای کووالانسی نیز وجود دارد، به عنوان مثال: (Na +) 2 (SO 4 2-)، (K +) 3 (PO 4 3-)، (NH 4 +)( NO 3-) و غیره.

فلزات (مواد دارای پیوندهای فلزی)از نظر خواص فیزیکی بسیار متنوع هستند. در میان آنها مایع (Hg)، بسیار نرم (Na، K) و بسیار وجود دارد فلزات سخت(W, Nb).

مشخصه مشخصات فیزیکیفلزات عبارتند از رسانایی الکتریکی بالای آنها (بر خلاف نیمه هادی ها با افزایش دما کاهش می یابد)، ظرفیت گرمایی بالا و شکل پذیری (برای فلزات خالص).

در حالت جامد، تقریباً همه مواد از کریستال تشکیل شده اند. با توجه به نوع ساختار و نوع پیوند شیمیایی، کریستال ها (" شبکه های کریستالی") تقسیم بر اتمی(کریستال ها نیستند مواد مولکولیبا پیوند کووالانسی) یونی(بلورهای مواد یونی)، مولکولی(بلورهای مواد مولکولی با پیوند کووالانسی) و فلز(بلورهای مواد با پیوند فلزی).

وظایف و آزمایشات در مورد موضوع "موضوع 10. "پیوند شیمیایی. ساختار ماده."

انواع پیوندهای شیمیایی - ساختار ماده درجه 8-9
درس: 2 تکلیف: 9 تست: 1

هیچ تئوری یکپارچه ای در مورد پیوندهای شیمیایی وجود ندارد که به طور معمول به کووالانسی (یک نوع پیوند جهانی)، یونی (یک مورد خاص از پیوند کووالانسی)، فلزی و هیدروژنی تقسیم می شوند.

پیوند کووالانسی

تشکیل پیوند کووالانسی با سه مکانیسم امکان پذیر است: مبادله، دهنده-پذیرنده و داده ای (لوئیس).

مطابق با مکانیسم تبادلتشکیل یک پیوند کووالانسی به دلیل اشتراک جفت الکترون های مشترک اتفاق می افتد. در این حالت، هر اتم تمایل به به دست آوردن یک پوسته دارد گاز بی اثر، یعنی تکمیل خارجی سطح انرژی. تشکیل یک پیوند شیمیایی بر اساس نوع تبادل با استفاده از فرمول های لوئیس، که در آن هر الکترون ظرفیت اتم با نقطه نشان داده می شود، به تصویر کشیده شده است (شکل 1).

برنج. 1 تشکیل پیوند کووالانسی در مولکول HCl توسط مکانیسم تبادل

با توسعه نظریه ساختار اتمی و مکانیک کوانتومیتشکیل یک پیوند کووالانسی به صورت همپوشانی نشان داده می شود اوربیتال های الکترونی(شکل 2).

برنج. 2. تشکیل پیوند کووالانسی به دلیل همپوشانی ابرهای الکترونی

هرچه همپوشانی اوربیتال های اتمی بیشتر باشد، پیوند قوی تر است، طول کوتاه تراتصالات و بیشتر انرژی آن. یک پیوند کووالانسی می تواند با همپوشانی اوربیتال های مختلف تشکیل شود. در نتیجه همپوشانی اوربیتال های s-s، s-p، و همچنین d-d، p-p، اوربیتال های d-pتیغه های جانبی یک اتصال را تشکیل می دهند. پیوندی عمود بر خطی که هسته های 2 اتمی را به هم متصل می کند تشکیل می شود. پیوند یک و یک قادر به تشکیل یک پیوند کووالانسی چندگانه (دوگانه) است که مشخصه مواد آلی از کلاس آلکن ها، آلکادین ها و غیره است. پیوندهای یک و دو یک پیوند کووالانسی چندگانه (سه گانه) را تشکیل می دهند که مشخصه مواد آلی این کلاس است. از آلکین ها (استیلن ها).

تشکیل پیوند کووالانسی توسط مکانیسم دهنده-پذیرندهبیایید به مثال کاتیون آمونیوم نگاه کنیم:

NH 3 + H + = NH 4 +

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

اتم نیتروژن دارای یک جفت الکترون آزاد است (الکترون هایی که در تشکیل پیوندهای شیمیایی درون مولکول دخالت ندارند)، و کاتیون هیدروژن دارای یک مدار آزاد است، بنابراین آنها به ترتیب دهنده و گیرنده الکترون هستند.

اجازه دهید مکانیسم دادی تشکیل پیوند کووالانسی را با استفاده از مثال یک مولکول کلر در نظر بگیریم.

17 Cl 1s 2 2s 2 2P 6 3s 2 3p 5

اتم کلر هم دارای یک جفت آزاد الکترون و هم اوربیتال های خالی است، بنابراین، می تواند ویژگی های یک دهنده و یک گیرنده را نشان دهد. بنابراین، هنگامی که یک مولکول کلر تشکیل می شود، یک اتم کلر به عنوان دهنده و دیگری به عنوان گیرنده عمل می کند.

اصلی ویژگی های پیوند کووالانسیعبارتند از: اشباع (پیوندهای اشباع زمانی تشکیل می‌شوند که یک اتم به اندازه‌ای که قابلیت‌های ظرفیتش اجازه می‌دهد، الکترون‌ها را به خود بچسباند؛ پیوندهای غیراشباع زمانی تشکیل می‌شوند که تعداد الکترون‌های متصل کمتر از قابلیت‌های ظرفیت اتم باشد). جهت (این مقدار مربوط به هندسه مولکول و مفهوم " زاویه پیوند"- زاویه بین پیوندها).

پیوند یونی

هیچ ترکیبی با پیوند یونی خالص وجود ندارد، اگرچه این به عنوان یک حالت پیوند شیمیایی از اتم ها درک می شود که در آن یک محیط الکترونیکی پایدار اتم ایجاد می شود که چگالی کل الکترون به طور کامل به اتم یک عنصر الکترونگاتیو تر منتقل شود. پیوند یونی فقط بین اتم های عناصر الکترونگاتیو و الکترومثبت که در حالت یون های باردار مخالف - کاتیون ها و آنیون ها هستند امکان پذیر است.

تعریف

یونذرات باردار الکتریکی هستند که از حذف یا افزودن یک الکترون به یک اتم تشکیل می شوند.

هنگام انتقال یک الکترون، اتم های فلز و غیرفلز تمایل دارند که یک لایه الکترونی پایدار در اطراف هسته خود تشکیل دهند. یک اتم غیر فلزی پوسته ای از گاز بی اثر بعدی را در اطراف هسته خود ایجاد می کند و یک اتم فلزی پوسته ای از گاز بی اثر قبلی را ایجاد می کند (شکل 3).

برنج. 3. تشکیل پیوند یونی با استفاده از مثال یک مولکول کلرید سدیم

مولکول هایی که پیوندهای یونی در آنها به شکل خالص وجود دارد در حالت بخار ماده یافت می شوند. پیوند یونی بسیار قوی است و بنابراین مواد دارای این پیوند نقطه ذوب بالایی دارند. بر خلاف پیوندهای کووالانسی، پیوندهای یونی با جهت و اشباع مشخص نمی شوند، زیرا میدان الکتریکی ایجاد شده توسط یون ها به دلیل تقارن کروی روی همه یون ها به طور یکسان عمل می کند.

اتصال فلزی

پیوند فلزی فقط در فلزات تحقق می یابد - این برهمکنشی است که اتم های فلز را در یک شبکه نگه می دارد. فقط الکترون های ظرفیت اتم های فلزی که به کل حجم آن تعلق دارند در تشکیل یک پیوند شرکت می کنند. در فلزات، الکترون‌ها دائماً از اتم‌ها جدا می‌شوند و در کل جرم فلز حرکت می‌کنند. اتم های فلزی که از الکترون محروم هستند، به یون هایی با بار مثبت تبدیل می شوند که تمایل به پذیرش الکترون های متحرک دارند. این روند مداومدر داخل فلز یک گاز الکترون نامیده می شود که تمام اتم های فلز را محکم به هم متصل می کند (شکل 4).

پیوند فلزی قوی است، بنابراین مشخصه فلزات است حرارتذوب شدن، و حضور "گاز الکترون" به فلزات انعطاف پذیری و شکل پذیری می دهد.

پیوند هیدروژنی

پیوند هیدروژنی یک برهمکنش بین مولکولی خاص است، زیرا وقوع و قدرت آن بستگی دارد طبیعت شیمیاییمواد بین مولکول هایی تشکیل می شود که در آن اتم هیدروژن به اتمی با الکترونگاتیوی بالا (O, N, S) پیوند می خورد. وقوع پیوند هیدروژنی به دو دلیل بستگی دارد: اول اینکه اتم هیدروژن مرتبط با اتم الکترونگاتیو الکترون ندارد و به راحتی می تواند در ابرهای الکترونی اتم های دیگر گنجانده شود و دوم اینکه اوربیتال ظرفیتی s دارد. اتم هیدروژن قادر است یک جفت الکترون یک اتم الکترونگاتیو را بپذیرد و از طریق مکانیسم دهنده - گیرنده با آن پیوند ایجاد کند.

هر اتم تعداد مشخصی الکترون دارد.

اتم‌ها هنگام وارد شدن به واکنش‌های شیمیایی، الکترون می‌دهند، به دست می‌آورند یا به اشتراک می‌گذارند و به پایدارترین پیکربندی الکترونیکی دست می‌یابند. پیکربندی با کمترین انرژی (مانند اتم های گاز نجیب) پایدارترین است. این الگو "قاعده هشت" نامیده می شود (شکل 1).

برنج. 1.

این قانون برای همه صدق می کند انواع اتصالات. اتصالات الکترونیکی بین اتم‌ها به آنها اجازه می‌دهد تا ساختارهای پایداری، از ساده‌ترین کریستال‌ها تا بیومولکول‌های پیچیده که در نهایت سیستم‌های زنده را تشکیل می‌دهند، تشکیل دهند. آنها از نظر متابولیسم مداوم با کریستال ها متفاوت هستند. در عین حال، بسیاری از واکنش های شیمیایی بر اساس مکانیسم ها پیش می روند انتقال الکترونیکیکه نقش مهمی در فرآیندهای انرژی در بدن دارند.

پیوند شیمیایی نیرویی است که دو یا چند اتم، یون، مولکول یا هر ترکیبی از اینها را در کنار هم نگه می دارد..

ماهیت پیوند شیمیایی جهانی است: این یک نیروی جاذبه الکترواستاتیکی بین الکترون های با بار منفی و هسته های با بار مثبت است که توسط پیکربندی الکترون های لایه بیرونی اتم ها تعیین می شود. توانایی اتم برای تشکیل پیوندهای شیمیایی نامیده می شود ظرفیت، یا حالت اکسیداسیون. مفهومی از الکترون های ظرفیت- الکترون هایی که پیوندهای شیمیایی تشکیل می دهند، یعنی در بالاترین اوربیتال های انرژی قرار دارند. بر این اساس، پوسته بیرونی اتم حاوی این اوربیتال ها نامیده می شود پوسته ظرفیت. در حال حاضر، نشان دادن وجود پیوند شیمیایی کافی نیست، اما باید نوع آن را مشخص کرد: یونی، کووالانسی، دوقطبی-دوقطبی، فلزی.

اولین نوع اتصال استیونی ارتباط

بر اساس تئوری ظرفیت الکترونیکی لوئیس و کوسل، اتم ها می توانند از دو طریق به پیکربندی الکترونیکی پایدار دست یابند: اول، با از دست دادن الکترون ها، تبدیل شدن کاتیون هاثانیاً، به دست آوردن آنها، تبدیل شدن به آنیون ها. در نتیجه انتقال الکترون، به دلیل نیروی جاذبه الکترواستاتیکی بین یون‌ها با بارهایی با علائم مخالف، یک پیوند شیمیایی تشکیل می‌شود که کوسل نام دارد. الکترووالانت"(اکنون نامیده می شود یونی).

در این مورد، آنیون ها و کاتیون ها یک پیکربندی الکترونیکی پایدار با یک پوسته الکترونی بیرونی پر شده تشکیل می دهند. پیوندهای یونی معمولی از کاتیون های گروه های T و II جدول تناوبی و آنیون های عناصر غیرفلزی گروه های VI و VII (به ترتیب 16 و 17 زیر گروه، کالکوژن هاو هالوژن ها). پیوندهای ترکیبات یونی غیر اشباع و غیر جهت دار هستند، بنابراین امکان برهمکنش الکترواستاتیکی با یون های دیگر را حفظ می کنند. در شکل شکل 2 و 3 نمونه هایی از پیوندهای یونی مربوط به مدل کوسل انتقال الکترون را نشان می دهد.

برنج. 2.

برنج. 3.پیوند یونی در یک مولکول نمک خوراکی (NaCl)

بازها می توانند اسیدها را خنثی کنند. همه بازها در آب محلول نیستند (به عنوان مثال، برخی از ترکیبات آلی که حاوی گروه های OH نیستند نامحلول هستند، به ویژه، تری اتیلامین N(C2H5)3); بازهای محلول نامیده می شوند قلیایی ها.

محلول های آبی اسیدها تحت واکنش های مشخصه ای قرار می گیرند:

الف) با اکسیدهای فلزی - با تشکیل نمک و آب؛

ب) با فلزات - با تشکیل نمک و هیدروژن.

ج) با کربنات ها - با تشکیل نمک، CO 2 و ن 2 O.

خواص اسیدها و بازها توسط چندین نظریه توصیف شده است. مطابق با نظریه S.A. آرنیوس، اسید ماده ای است که برای تشکیل یون تجزیه می شود ن+ ، در حالی که پایه یون ها را تشکیل می دهد او- . این نظریه وجود بازهای آلی که گروه هیدروکسیل ندارند را در نظر نمی گیرد.

این مخلوط تعادلی از دو جفت اسیدها و بازهای مزدوج تشکیل شده است:

1)N.H. 4+ و N.H. 3

2) HClو Cl ‑

در اینجا، در هر جفت مزدوج، اسید و باز یک پروتون با هم تفاوت دارند. هر اسید یک باز مزدوج دارد. اسید قوی باز مزدوج ضعیفی دارد و اسید ضعیف باز مزدوج قوی دارد.

نظریه Brønsted-Lowry به توضیح نقش منحصر به فرد آب در حیات زیست کره کمک می کند. آب، بسته به ماده ای که با آن تعامل دارد، می تواند خواص اسید یا باز را نشان دهد. به عنوان مثال، در واکنش با محلول های آبی اسید استیک، آب یک باز و در واکنش با محلول های آبی آمونیاک، یک اسید است.

1) CH 3 COOH + H2O ↔ H3O + + CH 3 COO- . در اینجا، یک مولکول اسید استیک یک پروتون را به یک مولکول آب اهدا می کند.

2) NH 3 + H2O ↔ NH 4 + + او- . در اینجا یک مولکول آمونیاک یک پروتون از مولکول آب می پذیرد.

بنابراین، آب می تواند دو جفت مزدوج را تشکیل دهد:

1) H2O(اسید) و او- (پایه مزدوج)

2) H 3 O+ (اسید) و H2O(پایه مزدوج).

در حالت اول آب یک پروتون اهدا می کند و در حالت دوم آن را می پذیرد.

بنابراین، یکی از ویژگی های یک پیوند یونی حرکت کامل الکترون های پیوند به یکی از هسته ها است. این بدان معنی است که بین یون ها منطقه ای وجود دارد که چگالی الکترون تقریباً صفر است.

نوع دوم اتصال استکووالانسی ارتباط

اتم ها می توانند با به اشتراک گذاشتن الکترون ها، پیکربندی های الکترونیکی پایداری را تشکیل دهند.

چنین پیوندی زمانی تشکیل می شود که یک جفت الکترون در یک زمان به اشتراک گذاشته شود از همهاتم در این حالت، الکترون های پیوند مشترک به طور مساوی بین اتم ها توزیع می شوند. نمونه هایی از پیوندهای کووالانسی عبارتند از هم هسته ایدو اتمی مولکول های H 2 , ن 2 , اف 2. همین نوع اتصال در آلوتروپ ها یافت می شود O 2 و ازن O 3 و برای یک مولکول چند اتمی اس 8 و همچنین مولکول های هترونهسته ایهیدروژن کلرید HCl، دی اکسید کربن CO 2، متان CH 4، اتانول با 2 ن 5 اوهگزا فلوراید گوگرد SF 6، استیلن با 2 ن 2. همه این مولکول ها الکترون های مشابهی دارند و پیوندهای آنها اشباع شده و به همان طریق هدایت می شوند (شکل 4).

برای زیست شناسان مهم است که پیوندهای دوگانه و سه گانه شعاع اتمی کووالانسی را در مقایسه با یک پیوند منفرد کاهش دهند.

برنج. 4.پیوند کووالانسی در یک مولکول Cl 2.

انواع پیوندهای یونی و کووالانسی دو مورد شدید از بسیاری از انواع پیوندهای شیمیایی موجود هستند و در عمل بیشتر پیوندها میانی هستند.

ترکیبات دو عنصر که در انتهای مخالف دوره های مشابه یا متفاوت سیستم تناوبی قرار دارند، عمدتاً پیوندهای یونی را تشکیل می دهند. همانطور که عناصر در یک دوره به هم نزدیکتر می شوند، ماهیت یونی ترکیبات آنها کاهش می یابد و ویژگی کووالانسی افزایش می یابد. به عنوان مثال، هالیدها و اکسیدهای عناصر در سمت چپ جدول تناوبی پیوندهای یونی را تشکیل می دهند. NaCl، AgBr، BaSO 4، CaCO 3، KNO 3، CaO، NaOHو همان ترکیبات عناصر سمت راست جدول کووالانسی هستند ( H 2 O، CO 2، NH 3، NO 2، CH 4، فنل C6H5OH، گلوکز C 6 H 12 O 6، اتانول C 2 H 5 OH).

پیوند کووالانسی به نوبه خود یک اصلاح دیگر دارد.

شکل. 5.

به عنوان یک قاعده، در یک ترکیب پیچیده، اتم فلز به عنوان پذیرنده یک جفت الکترون عمل می کند. برعکس، در پیوندهای یونی و کووالانسی اتم فلز دهنده الکترون است.

به گفته لوئیس، اسید ماده ای است که قادر به تشکیل پیوند کووالانسی با پذیرش یک جفت الکترون از یک باز است. باز لوئیس ماده ای است که دارای یک جفت الکترون تک است که با اهدای الکترون، پیوند کووالانسی با اسید لوئیس ایجاد می کند.

در بالا ذکر شد که تقسیم مواد به یونی و کووالانسی نسبی است، زیرا انتقال کامل الکترون از اتم‌های فلز به اتم‌های گیرنده در مولکول‌های کووالانسی اتفاق نمی‌افتد. در ترکیبات دارای پیوند یونی، هر یون در میدان الکتریکی یون‌های دارای علامت مخالف قرار دارد، بنابراین آنها متقابلاً قطبی شده‌اند و پوسته‌های آنها تغییر شکل می‌دهند.

قطبی پذیریتوسط ساختار الکترونیکی، بار و اندازه یون تعیین می شود. برای آنیون ها بیشتر از کاتیون ها است. بالاترین قطبش پذیری در بین کاتیون ها برای کاتیون های با بار بیشتر و اندازه کوچکتر است، به عنوان مثال، Hg 2+، Cd 2+، Pb 2+، Al 3+، Tl 3+. دارای اثر قطبی قوی است ن+ . از آنجایی که تأثیر پلاریزاسیون یونی دو طرفه است، به طور قابل توجهی خواص ترکیبات تشکیل شده را تغییر می دهد.

نوع سوم اتصال استدوقطبی-دوقطبی ارتباط

قدرت این برهمکنش ها به ماهیت مولکول ها بستگی دارد.

برنج. 6.

فقط مولکول هایی با پیوند کووالانسی قطبی دارای گشتاور دوقطبی-دوقطبی ( HCl، NH 3، SO 2، H 2 O، C 6 H 5 Cl، و استحکام باند 1-2 است دبایا(1D = 3.338 × 10-30 کولن متر - C × m).

بنابراین، اتم به یک دوقطبی بزرگ تبدیل می شود.

یک پیوند هیدروژنی، بر خلاف پیوند واندروالسی، نه تنها در طول فعل و انفعالات بین مولکولی، بلکه در یک مولکول نیز تشکیل می شود. درون مولکولیپیوند هیدروژنی. پیوندهای هیدروژنی نقش مهمی در بیوشیمی ایفا می کنند، به عنوان مثال، برای تثبیت ساختار پروتئین ها به شکل یک مارپیچ a، یا برای تشکیل یک مارپیچ دوگانه از DNA (شکل 7).

شکل 7.

میز 1.انرژی نیروهای بین مولکولی

توجه داشته باشید: درجه برهمکنش های بین مولکولی توسط آنتالپی ذوب و تبخیر (جوش) منعکس می شود. ترکیبات یونی برای جداسازی یونها به انرژی بیشتری نسبت به جداسازی مولکولها نیاز دارند. آنتالپی ذوب ترکیبات یونی بسیار بیشتر از ترکیبات مولکولی است.

نوع چهارم اتصال استاتصال فلزی

از بررسی مختصر انواع پیوندها، یک جزئیات روشن می شود: یک پارامتر مهم اتم یا یون فلز - دهنده الکترون، و همچنین اتم - گیرنده الکترون، آن است. اندازه.

بدون پرداختن به جزئیات، توجه می کنیم که شعاع کووالانسی اتم ها، شعاع یونی فلزات و شعاع واندروالس مولکول های برهم کنش با افزایش عدد اتمی آنها در گروه های سیستم تناوبی افزایش می یابد. در این مورد، مقادیر شعاع یونی کوچکترین و شعاعهای واندروالس بزرگترین هستند. به عنوان یک قاعده، هنگام حرکت به سمت پایین گروه، شعاع همه عناصر، هم کووالانسی و هم واندروالس افزایش می یابد.

بیوانارگانیک پزشکی گ.ک. باراشکوف

تایپ کنید