Химиялық байланыстың (типтері), валенттілік, тотығу дәрежесі

Қосылыстағы атом дардың бір-біріне әсері арқылы жүзеге асатын күш табиғатынының мәнін түсіндіру; Атомдар арасында химиялық байланыстың қалай түзілетінін анықтау; Молекуладағы байланыстың түзілуін шартты түрде жазып үйрету 7 Сабақтың мақсаты:

Міндеті: 1.Химиялық байланыс дайлы ұғымды қалыптастыру. 2. Жай және күрделі затратдан химиялық байланыстың түрін анықтай білу, әр түрлі байланыс түрі бар затратға түзілу схема сын 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 – торта жұмыс жүргізу кезінде ғылыми тілде ойын жеткізе білу. Коммуникативті дағды –дәлелді мысалдар келтіре отырып өз ойын жеткізу, өзгелердің пікірін тыңдай білу. Әлеуметтік дағды – торта жұмыс істеу.

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

АУА СУСУ ОТ ЖЕРЖЕР ЭМПЕДОКЛ ( біздің эрамызға дейінгі V ғасыр) Ғаламдағы бар тіршіліктің төрт түбірі бар : От және су, және жер, шектеусіз әлем бөлігі; Не балды, не бар, және не болады барлығы да солардан түзіледі, жалғасын таба бермек….

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

ПЛАТОН (б.э.д. 427 – 347 ж.ж. ) Атомдар – бұл екі түрлі тік бұрышты үшбұрыштар: катеті тең бүйірлі және гипотенузаның жартысына тең. Платон өзінің шәкірттеріне өте көрнекі түрде үшбұрыштың бөлшектері арқылы орындалатын барлық өзгерістерді көрсетті.

октаэдр ОТАУА СУЖЕР тетраэдр икосаэдр куб

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 босым болады. Оң заряды босым элементтерге металдарды, ал теріс заряды бар элементтерге металл еместерді жатқыза отырып, химиялық қосылыстар осылардың арасындағы тортылыстан туындайды деп есептелінді.

Аталған ілім біртүрлі атом дардан тұратын оттегі, сутегі, азот сияқты дай затрат арасындағы байланысты түсіндіре алматы. H-H H 2 O=O O 2 NNN2N2

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

Химиялық байланыс түзілген кезде атом дардың электрондық құрылымы өзгеріске ұшырайды. Атомдардың электрондық құрылымы анағұрлым тұрақты болған жағдайда ғана химиялық байланыс түзіледі. Химиялық байланыс түзілуде ең басты рольді электрон дар атқарады.

Сыртқы электрондық қабаты ns 2 np 6 типті болған жағдайда электронды октет және 1 s 2 аяқталған, анағұрлым тұрақты болады. Басқа элементтің атом дары 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 атом дары арасында түзіледі. Иондық химиялық байланыс қарама – қарсы зарядталған бондардың электростатикалық тортылысы нәтижесінде жүзеге осады.

Иондық байланыс теория сын 1916 жилы неміс ғалымы В. Коссель ұсынған болатын. Бұл теория типтік металдар мен типтік бейметалдар атом дары арасында: CsF, CsCl, NaCl, KF, KCl, Na 2 O, CaO түзілетін байланысты түсіндіреді. Осы теорияға байланысты иондық байланыстың түзілу кезінде типтік металл атом дары электронды береді, ал типтік бейметалл атом дары электронды қосып аллоды. КОССЕЛЬ (Kossel), Вальтер 1888 – 1956 ж.ж.

Металдар химиялық әрекеттесуде валенттік электрон дарын беріп, оң зарядты бондарға (катбондарға): Na 0 – e = Na + Бейметалдар электрон дар қосып алып, теріс зарядты бондарға (анбондарға) айналлоды: Cl 0 + e = Cl -. Әр атас зарядты бондар бірін-бірі тортып молекула құрайды:

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

натрий атом - Иондық химиялық байланыс натрий ион хлор атомы хлор ионы иондық байланыс

Иондық қосылыстар молекуласындағы барлық бондар зарядтарының алгебралық қосындысы нөлге тең болу қажет. Осыған байланысты кез келген молекула электр бейтарап бөлшек болып табылады.

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

Джильбер Льюис Ковалентті байланыс теория сын 1916 жилы американдық ғалым Джильбер Льюис ұсынды. Осы теорияға сайт, ковалентті байланыс түзілуінің негізгі себебі атом дар арасында ортақ электрондық жұптың түзілуі болып табылады. Ковалентті байланыс дай зат молекула лары арасында (H 2 ), Cl 2, O 2, N 2 және әр түрлі бейметалдар атом дары арасында (HCl, H 2 O, PCl 3, NH 3 CO 2 түзіледі.

Полюссіз ковалентті химиялық байланысты молекула да электрон жұбы атомға ауыспай, симметриялы түрде отрада орналосады. Полюссіз химиялық байланыстағы қосылыстардың қайнау және балқу температура лары төмен, полюсті еріткіштерде бондар түзбейді, электр тоғын өткізбейді.

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

Сутегі молекуласындағы атом дардың ұсталып тұрған күштерінің табиғатын алғаш 1927 жилы 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 тортылыс күші, ал екі ядро мен екі электрон арасында тебяяяяяяяяяяяяяяяяяяілу күші пайда болады. Осы тортылыс және тебяяяяяяяяяяяяяяяяяяілу күші теңескен жағдайда молекула тұрақты күйге келеді.

H +1 ) 1 1s1s 1

H-H- -H-H H2H2 Сутек молекуласындағы байланыстың түзілуі:

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт. ē ē Атомдар арасында тортылыс және тебяяяяяяяяяяяяяяяяяяілу күштері пайда болады. Қандай күш көп болады?

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F отт. F пр.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F отт. F пр.

F отт. F пр.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

F тебяяяяяяяяяяяяяяяяяя. F торт.

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

+ Н + Н НН 2ē2ē2ē2ē Бір ортақ электрон жұбы - бір химиялық байланыс Молекуланың электрондық формуласы Молекула түзілуінің электрондық схемасы

2ē2ē2ē2ē Н + Н НН +

+17 Cl 3s p Cl 2 Cl + Cl

Енді оттегі молекуласындағы байланыстың түзілуін қарастырайық. Оттек атомының электрондық формуласы 1s 2 2s 2 2p 4, валенттілік электрон дары 2s 2 2p 4, электртерістілігі 3,5.

Электронды-графикалық формула сын қарасақ, валенттілік электрон дар саны 6, оның екеуі дара күйінде, міне, осы электрон дар екінші оттек атомындағы дәл осындай электрон дармен екі жұп түзеді, яғни байланыс саны екі. Енді әр атом ядро сын 8 электронная айналатын болады. Сөйтіп, бұл мысалдан да көретініміз молекула түзілгенде аяқталған 8 электронды қабатың пайда болуы. Оттек атом дарының 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 атом дар бір- бірімен екі байланыспен байланысқан, оның бірі - α бокса, екіншісінің π-байланыс екендігін байқайсыңдар. Олай бокса π - байланыс, тек қайталанған байланыстарда бокса, α -байланыс дара байланыс кезінде түзіледі.

1.Қаты 2.Қайнау және балқу температурасы жеғары Заттардың қасиеттері: 1.Қалыпты жағдайда газ тәрізді затрат ( H 2, O 2 ), сұйық (Br 2 ), қаты (I 2 ); 2.Заттардың көпшілігі ұшқыш затрат, балқу және қайнау температурасы төмен; 3.Ерітінділері мен балқымалары электр тогын өткізбейді. Заттардың қасиеттері Ковалентті полюссіз байланысқан затрат Атомдық кристалл торты затрат (С, Si, B) Молекулалық кристалл торты затрат

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

1s1s 1 Cl +17 ) ) ) s p 1s 2 2s 2 2p 2 3s 2 3p 5 H +1 ) 1

H+Cl HCl

1.Қалыпты жағдайда газтәрізді, сұйық, қаты; 2.Заттардың көпшілігі ұшқыш затрат, қайнау, балқу температурасы t o төмен; 3.Ерітінді және балқыма күйінде электр тогын өткізеді. Заттардың қасиеттері: 1. Қ аты; 2. Бал қ у t o же ғ ары. Ковалентті полюсті байланысқан затрат Атомдық кристалл торлар ( SiC, SiO 2) Молекулалық кристалл торин (барлық басқа затрат) Заттардың қасиеттері:

Металды қ байланысты ң т ү зілу 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 жилу өткізгіштігі, қатылығы, иілімділігі, созылғыштығы, өзіне тән жылтыры, т.б. бұлардың барлығы да металдық байланысқа тәуелді. _ Металдық кристалл ториның түйіндерінде атом дар немесе олардың бондары орналасатыны белгілі. Металдық тордағы бостау күйдегі делокальданған электрон дар көптеген ядролардың арасында өзара торту күштерін тудырып, металдық байланыс түзеді.

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

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

1.Барлық күрделі қосылыстағы металдар тек қана оң тотығу дәрежесін көрсетеді. 2. Бейметалдар оң және теріс тотығу дәрежесін көрсете аллоды. Бейметалдар сутекпен және металдармен қосылыстарында үнемі теріс мәнге ие. 3.Элементтің ең жеғарғы (максимальді) тотығу дәрежесі периодтық кестедегі топтың нөміріне байланысты болады. 4.Металдардың ең кіші тотығу дәрежесі нөлге тең болады. 5.Ең жеғарғы 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 дай затратдың т.д. Fe 0,Cl 2 0,H 2 0 оң Na,Al,Ca

Тотығу дәрежесі бойынша химиялық формуланы құрастыру. АЛГОРИТМ: 1.Химиялық элементтердің таңбасын жазамыз. Al S 2.Д. И. Менделеев кестесінен элементтердің ТОТ дәрежесін табамыз Al +3 S ЕКОЕ тауып индекстерді анықтаймыз. ЕКОЕ=6 Al +3 S -2 Al 2 S 3 ЕРЕЖЕ: элементтердің тотығу дәрежесінің алгебралық қосындысының жиынтығы нөльге тең. Al 2 S 3

Тотығу дәрежесі о

Күкірттің тотығу дәрежесі қандай? S+16 ))) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 3d S*S* 3d 1 3s 2 S** 3p43p4 3s 2 3p 3 3d 2 2 жұптасп. е т.д. -2 H 2 S _ 4 жұптасп. е т.д. +4 SO 2 _ 6 жұптасп. е т.д. +6 SO 3 _ 3d 0 3s 2 3p43p4

Al 2 O 3 Ca 3 N 2 K 2 Se P2O5P2O5 Cl 2 O 7 As 2 O 3 Al 2 +3 O 3 -2 Ca 3 +2 N 2 -3 K 2 + Se -2 P 2 +5 O 5 -2 Cl 2 +7 O 7 -2 As 2 +3 O 3 -2 Элементтің тотығу дәрежесін анықта

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

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

Валенттілік. Атом құрылысы мен химиялық байланыс тұрғысынан қарағанда валенттілік әрбір атомның молекула түзуге жұмсайттын электрон дарының санымен анықталлоды. Атом, химиялық байланыс түзуге неше электрон жұмсаса, оның валенттігі де сонша болады. Мысалы, сутек молекуласын түзуге әрбір сутек атомы бір электронная, оттек молекуласын түзуге оттектің әрбір атомы екі электронная, азот молекуласын түзуге әрбір азот атомы 3 электронная жұмсайтды.

Сондықтан сутек атомы молекуласында сутек атом дары 1 валентті, оттек молекуласында оттек атом дары екі 2 валентті, азот молекуласында азот атом дары 3 валентті болады. Молекуладағы атом дар арасындағы әрбір қос электрон дарды бір сызықшамен ауыстыру арқылы затың құрылымдық формула сын құрады. Құрылымдық формула молекула дағы атом дардың валенттілігін көрсетеді.

Бір сызықша бір валенттілік байланысқа сәйкес келеді. Сонымен бірге құрылымдық формуласы молекула дағы 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 молекула дағы атомның басқа атоммен түзетін химиялық байланыстың саны. Бір химиялық байланыс түзу үшін атом бір жұптаспаған электрон ұсынады. Сондықтан элементтің валенттілігі атомдағы жұптаспаған электрон санымен анықталлоды. Көптеген элемент атом дары өздерінің валенттілігін (жұптаспаған электрон санын) қалыпты жағдайдан қозған жағдайға ауысқан жағдайда көбейте аллоды. Атомның қозған жағдайы - бұл қалыпты жағдаймен салыстырғанда жеғары энергиясы мөлшерімен ерекшелінеді.

негізгі жағдайы ІІ валентті қозған жағдайы IV валентті VI валентті Күкірттің ауыспалы валенттілігінің себебі болып табылады. H 2 S SO 2 SO 3

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 аталлоды. Валенттік электроваленттік пен коваленттіктің жалпы қосындысына тең болады: W = W э + W к

Заттардың формуласы мен химиялық байланыстың арасындағы сәйкестікті көрсетіңдер. Заттардың формуласы Химиялық байл. типі А) I 2 1) КПБ Б) ZnSO 4 2) КПСБ В) К 2 S 3) ИБ, КПБ Г) Н 2 О 4) ИБ 5) ИБ 6) КПСБ, КПБ 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.

H2OH2OI2I2 CaCl 2 HClKClKBr Cl 2 NH 3 Li 2 S Иондық байланыс Крестер мен нөльдер ойыны

H2OH2OI2I2 NaF N2N2 HClNH 3 H2H2 Cl 2 HI Ұтымды желды тап Ковалентті полюсті байланыс

N2N2 I2I2 HF S8S8 HClF2F2 H2H2 Cl 2 HI Ковалентті полюссіз байланыс Крестер мен нөльдер ойыны

нұсқа Заттар формуласы 1 CaCl 2 Cl 2 CS 2 2 Na 2 OO2O2 CH 4 3 Br 2 CO 2 BaI 2 4 N2N2 SiF 4 MgO 5 CCl 4 K2OK2OS2S2 Үйге тапсырмасы Кестеде берілген қосылыстардан химиялық байланыстың типін анықта.

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