- Pe baza cunoașterii structurii atomului începe formarea conceptelor "legătura chimică", "legătura covalentă", "electronegativitatea", "legătura covariantică polară și nepolară".
- Învățați elevii să scrie scheme pentru formarea unei legături covalente pentru moleculele diatomice.
- Formați conceptul de multiplicitate a legăturii covalente.
- Explicați semnificația formulelor electronice și structurale.
Tipul lecției: Formarea noilor cunoștințe
Tipul lecției: Lecții multimedia.
Echipamente: computer, proiector, resurse multimedia, sistem periodic de elemente chimice ale DI Mendeleev.
I. Momentul organizatoric
Înainte de a examina mecanismul de legare covalentă, profesorul propune să repete cu studenții structura atomului și distribuția electronilor asupra nivelurilor de energie; să explice pe baza structurii atomului motivul inerției chimice a atomilor de gaz nobili; Luați în considerare ce este un strat electronic complet. (Prezentare 1)
Mai mulți studenți pe machetă formează formule electronice (Prezentarea 4)
III. Învățarea materialului nou
Obiectele principale ale lumii din jurul nostru sunt atomi și molecule. Cu siguranță mulți dintre voi știți că atomii și moleculele sunt alcătuite din toate lucrurile din lume. Atunci cum explici cum diferă acestea? Dacă toți atomii ar fi aceiași, în lume ar exista doar un fel de materie.
Știți că în prezent există mai mult de o sută de specii de atomi care pot fi conectați unul la celălalt. Dacă mai mulți atomi din aceeași specie sunt combinați, ele formează substanțe simple. Există, de asemenea, astfel de substanțe, ale căror molecule constau în doi sau trei sau mai mulți atomi de diferite tipuri - se numesc complexe. Fiecare substanță are propriul nume și are proprietăți unice. Cum se conectează atomii între ei?
Apoi discutăm dacă toți atomii de elemente chimice sunt conectați. Există atomi în natură? Se pare că există atomi de gaze nobile.
Electronii din atom sunt situați la nivelul energiei. Electronii stratului exterior sunt numiți electroni de valență. Nivelul energetic complet umplut este posedat de elementele grupului VIII A - gaze nobile (inerte).
Comparăm structura electronică a atomilor de gaze nobile, clarificăm caracteristica nivelelor energetice externe completate și stabile:
Cum se explică stabilitatea nivelului extern de opt electroni? Motivul pentru aceasta este că toți electronii de pe nivelele energetice externe ale elementelor sunt perechi, adică ele sunt deja conectate în perechi în atomi.
Deoarece configurația electronică a unui gaz nobil este foarte stabilă, alți atomi aspiră să o atingă. Toți atomii, care se integrează în molecule, pot face acest lucru fie prin a da electroni, fie prin luarea de electroni sau prin socializarea electronilor lor cu electronii altor atomi.
Numărul de electroni necesar atomilor de elemente chimice diferite înainte de finalizarea stratului de electroni extern este diferit.
Straturile electronice exterioare ale atomilor altor elemente chimice pot conține atât electroni, cât și perechi de electroni.
Vă sugerăm studenților să calculeze câți electroni au atomi ai fiecăruia dintre elementele chimice din a doua perioadă nu au suficiente pentru a completa stratul electronic exterior.
Concluzie: dacă nu există electroni nepartiți în atom și nu există posibilitatea vaporizării lor, ca și în gazele inerte, ele nu formează o legătură chimică și nu formează compuși, prin urmare sunt inerți. În formarea unei legături chimice, participă, în principal, atomii de electroni nepartiți ai stratului exterior al atomului. Esența lipirii chimice este împerecherea electronilor nepartiți.
Băieți, am răspuns la o întrebare pusă în sarcina acestei lecții.
- Ce face atomii să se conecteze între ei în molecule?
Dar cum are loc această asociere, trebuie să ne dăm seama.
Este interesant, de exemplu, cum este legătura dintre atomii de elemente nemetalice care au o tendință similară cu atașarea electronilor? Să analizăm mai întâi cum se formează o legătură între atomii aceluiași element chimic, de exemplu, în substanțe care au molecule diatomice.
Doi atomi identici ai unui element nemetalic pot fi combinați într-o moleculă într-un singur mod: prin socializarea electronilor lor exteriori, adică făcându-i obișnuiți pentru ambii atomi.
Când atomii își socializează electronii, se formează o legătură covalentă.
O legătură covalentă este o legătură chimică care rezultă din formarea unei perechi electronice comune între atomii care interacționează.
Din motive de claritate a imaginii modului în care se formează o legătură covalentă, se utilizează formule electronice. În el, fiecare atom este desemnat prin simbolurile litere ale elementului corespunzător, iar în jurul acestui simbol punctele denotă toți electronii de valență, inclusiv cei care nu participă la formarea legăturilor. Un punct reprezintă un electron.
De exemplu: formula electronică a hidrogenului
formula electronica de clor
formula electronică de oxigen
formula electronică de azot
Pentru a forma o legătură, fiecare atom furnizează un electron pentru uz general. O legătură covalentă este formată numai de o pereche de electroni situați între atomi. Se numește o pereche divizată. Celelalte perechi de electroni se numesc perechi neparticipante. Ele umple coaja și nu iau parte la legare. Perechea de electroni care rezultă aparține simultan la doi atomi.
Mecanismul formării unei legături covalente este luat în considerare, de exemplu, în formarea unei molecule de hidrogen:
Nucleul atomului de hidrogen este înconjurat de un nor de electroni sferic format de un electron 1s. Atunci când atomii se apropie reciproc de o anumită distanță, forțele de atracție dintre nucleul unui atom și electronul unui alt atom încep să acționeze, precum și forțele repulsive dintre nuclee și între electroni
Legarea covalentă este de două tipuri: polar covalent nonpolar și covalent. Această diviziune se referă la locul în care exact perechile electronice comune vor fi situate între nuclee - exact în mijloc sau vor fi deplasate spre unul dintre nuclee.
Localizarea perechilor electronice comune între nucleele atomilor legați depinde de electronegativitatea atomului.
Electronegativitatea este abilitatea atomilor unui element chimic de a atrage pentru ei înșiși perechile electronice comune care participă la formarea unei legături chimice.
Elementele au calculat valoarea electronegativității și le-au aranjat ridicând această valoare într-o serie de electronegativități (nu pe deplin):
Utilizarea sistemului periodic de elemente chimice Mendeleev, explică faptul că, în perioadele de la stânga la dreapta, creșterile Electronegativitate în subgrupuri majore de sus în jos - scade. În ceea ce privește seria este drept să stea în acest element rând are o electronegativitate mai mare și trage mai bine la partea sa în comun perechi de electroni. Fluorul este cel mai electronegativ element.
Dacă o moleculă constă din atomi de un fel, a căror electronegativitate este egală, atunci perechile de electroni comune vor fi în mijlocul nucleelor celor doi atomi de legătură, deoarece nucleele atrag aceleași perechi electronice în mod egal. În acest caz, între atomi se formează o legătură covalentă nepolară. Legătura covalentă nepolară este formată în astfel de molecule ca H2. F2. N2, etc.
Un exemplu de formare a unei legături covalente nepolar într-o moleculă de fluor.
Luați în considerare formarea unei legături covalente într-o moleculă de fluor F2.
Formula electronică a stratului exterior al atomului de fluor: 1s 2 2s 2 2p 5. Formula electronică:
Unul dintre electronii p din atomul de fluor nu este corelat.
Atunci când se formează o moleculă, electronii neparticipați ai doi atomi de fluor formează o pereche electronică comună; Ca rezultat, fiecare atom de fluor obține o structură electronică de 2s 2 2p 6. Opt electroni sunt plasați pe nivelul energiei externe.
Demonstrarea schemei de formare a unei legături chimice covalente nepolar într-o moleculă de fluor. (Prezentare 3. Slide 2)
Legătura dintre atomi poate fi formată, de asemenea, prin mai multe perechi de electroni. Există molecule în care două sau trei perechi de electroni comune apar între doi atomi. Astfel de legături covalente se numesc legături duble și triple, iar numele lor comun este legături multiple. Când numărul de perechi de electroni comune crește, puterea crește.
De exemplu, în moleculele de hidrogen H2 și fluorul F2, legătura dintre atomii de hidrogen și fluor este una singură, în molecula de oxigen O2 - dublă și în molecula de azot N2 - triplă. (Prezentarea 3, diapozitivele 3, 4)
Rezumăm studenții la concluzia că multiplicitatea legăturii în moleculă este determinată (în principal) de numărul de electroni nepartiți.
Atunci când atomii dintr-un element sunt conectați, nu există nici o deplasare a electronilor; electronegativitatea lor este aceeași.
Dacă se formează o legătură covalentă între atomi cu EO diferită, atunci perechea electronică totală este mutată spre atom cu un EO mai mare.
Schematic, formarea unei legături polare covalente în molecula HF poate fi reprezentată după cum urmează:
Molecula de fluorură de hidrogen este formată din elemente care diferă în EO.
Δ EO = 3,98-2,20 = 1,78
Perechea de electroni totală este deplasată în direcția de fluor, ca rezultat al atomului de fluor are loc o parțială δ sarcină negativă - (minus delta), și un atom de hidrogen - un rezultat pozitiv δ + (plus Delta) H ö parțial + F δ -. Astfel, molecula devine polară. Cu cât este mai diferit electronegativitatea atomilor de legătură, cu atât mai mult părtinitoare perechea de electroni totală la atomul cel mai electronegativ, legătura chimică dintre atomii polari. (Prezentare 3. Slide 5)
Direcția deplasării electronilor este de asemenea indicată de o săgeată: C -> Cl, C -> 0, C -> N, O <–– Н, C <–– Mg
Legătura chimică covalentă dintre atomii de elemente diferite, la care perechea electronică totală (perechea) este deplasată către cel mai mult element EO (diferența EO <1,9), называется ковалентной полярной.
Moleculele de acid clorhidric, apă, amoniac sunt, de asemenea, polare. Ele sunt de asemenea numite dipoli (având doi poli).
O pereche obișnuită de electroni este uneori indicată printr-o linie, care simbolizează o legătură chimică. Dacă perechile electronice comune sunt indicate printr-o linie, formula electronică devine una structurală:
Formulele electronice și structurale arată succesiunea compușilor atomilor dintr-o moleculă. De exemplu, într-o moleculă de amoniac, atomii de hidrogen se combină cu atomii de azot, dar nu se unesc unul cu celălalt.
Numărul de legături chimice înseamnă numărul de perechi comune de electroni. În formula structurală a unui compus, numărul de linii care emană de la un atom dat este egal cu valența sa.
Elaborarea schemei de formare a unei legături polar covalente în molecula H2O (Prezentare 3. Slide 6)
Efectuați un test de instruire pe această temă. (Prezentarea 2)
§ 40, § 41, cu 141 - 144. Elaborarea schemelor de formare a unei legături covalente în moleculele Cl2 și HCI.