Telah diketahui bahawa cengkerang elektron mengandungi lapan elektron luaran, dua daripadanya terletak di s- orbit, dan enam - on R-orbital, mempunyai peningkatan rintangan. Mereka sesuai gas lengai : neon, argon, krypton, xenon, radon (temukan dalam jadual berkala). Atom helium, yang hanya mengandungi dua elektron, lebih stabil. Atom dari semua unsur lain cenderung mendekatkan konfigurasi elektroniknya dengan konfigurasi elektronik gas lengai terdekat. Ini boleh dilakukan dengan dua cara - dengan menderma atau melampirkan elektron tahap luaran.

Adalah lebih menguntungkan bagi atom natrium, yang hanya mempunyai satu elektron yang tidak berpasangan, untuk melepaskannya, dengan itu atom menerima cas (menjadi ion) dan memperoleh konfigurasi elektronik gas inon yang tidak aktif.

Atom klorin hanya kekurangan satu elektron untuk konfigurasi gas lengai terdekat, jadi ia berusaha mendapatkan elektron.

Setiap elemen, pada tahap yang lebih besar atau lebih kecil, memiliki kemampuan untuk menarik elektron, yang secara numerik dicirikan oleh nilainya keelektronegatifan... Oleh itu, semakin besar elektronegativiti suatu elemen, semakin kuat daya tarikan elektron dan semakin kuat sifat pengoksidaannya.

Keinginan atom untuk mendapatkan cengkerang elektron yang stabil menjelaskan sebab pembentukan molekul.

Definisi

Ikatan kimia- Ini adalah interaksi atom, yang menentukan kestabilan molekul kimia atau kristal secara keseluruhan.

JENIS-JENIS KIMIA

Terdapat 4 jenis ikatan kimia utama:

Pertimbangkan interaksi dua atom dengan nilai elektronegativiti yang sama, sebagai contoh, dua atom klorin. Masing-masing mempunyai tujuh elektron valensi. Sebelum konfigurasi elektronik gas lengai terdekat, masing-masing kekurangan satu elektron.

Pendekatan dua atom ke jarak tertentu membawa kepada pembentukan pasangan elektron yang sama, yang secara bersamaan menjadi milik kedua-dua atom tersebut. Pasangan biasa ini adalah ikatan kimia. Perkara yang sama berlaku dalam molekul hidrogen. Hidrogen hanya mempunyai satu elektron yang tidak berpasangan, dan kekurangan satu elektron lagi sebelum konfigurasi gas lengai terdekat (helium). Oleh itu, apabila dua atom hidrogen mendekati satu sama lain, mereka membentuk satu pasangan elektron yang sama.

Definisi

Ikatan antara atom bukan logam, yang timbul daripada interaksi elektron dengan pembentukan pasangan elektron biasa, disebut kovalen.

Sekiranya atom berinteraksi mempunyai nilai elektronegativiti yang sama, jumlah pasangan elektron sama-sama tergolong dalam kedua atom, iaitu pada jarak yang sama dari kedua atom. Ikatan kovalen ini dipanggil tidak kutub.

Definisi

Ikatan bukan kutub kovalen- ikatan kimia antara atom bukan logam dengan nilai elektronegativiti yang sama atau hampir. Dalam kes ini, pasangan elektron biasa sama-sama dimiliki oleh kedua-dua atom, tidak ada pergeseran kepadatan elektron yang diperhatikan.

Ikatan bukan kutub kovalen berlaku dalam bahan bukan logam sederhana: $ \ mathrm (O) _2, \ mathrm (N) _2, \ mathrm (Cl) _2, \ mathrm (P) _4, \ mathrm (O) _3 $. Apabila atom dengan nilai elektronegativiti yang berbeza berinteraksi, misalnya hidrogen dan klorin, jumlah pasangan elektron dialihkan ke arah atom dengan elektronegativiti yang lebih besar, iaitu ke arah klorin. Atom klorin memperoleh muatan negatif separa, dan atom hidrogen memperoleh muatan positif separa. Ini adalah contoh ikatan kutub kovalen.

Definisi

Ikatan yang dibentuk oleh unsur bukan logam dengan elektronegativiti yang berbeza disebut kutub kovalen. Dalam kes ini, ketumpatan elektron beralih ke elemen yang lebih elektronegatif.

Molekul di mana pusat-pusat cas positif dan negatif dipisahkan disebut dipol... Ikatan kutub berlaku antara atom dengan elektronegativiti yang berbeza, tetapi tidak terlalu berbeza, misalnya, antara bukan logam yang berbeza. Contoh sebatian dengan ikatan kovalen polar adalah sebatian bukan logam antara satu sama lain, serta pelbagai ion yang mengandungi atom bukan logam $ (\ mathrm (NO) _3–, \ mathrm (CH) _3 \ mathrm (COO) - ) $. Terdapat sebilangan besar sebatian kutub kovalen di antara bahan organik.

Sekiranya perbezaan elektronegativiti unsur-unsur besar, tidak akan hanya pergeseran ketumpatan elektron, tetapi pemindahan elektron lengkap dari satu atom ke atom yang lain. Mari kita pertimbangkan ini menggunakan contoh NaF natrium fluorida. Seperti yang kita lihat sebelumnya, atom natrium cenderung menyumbangkan satu elektron, dan atom fluorin siap menerimanya. Ini dapat dicapai dengan mudah melalui interaksi mereka, yang disertai dengan peralihan elektron.

Dalam kes ini, atom natrium memindahkan elektronnya sepenuhnya ke atom fluorin: natrium kehilangan elektron dan bermuatan positif, dan klorin memperoleh elektron dan menjadi bercas negatif.

Definisi

Atom dan kumpulan atom yang membawa muatan disebut ion.

Dalam molekul yang dihasilkan - natrium klorida $ Na ^ + F ^ - $ - ikatan dilakukan kerana daya tarikan elektrostatik ion bercas sebaliknya. Sambungan ini dipanggil ionik... Ia direalisasikan antara logam biasa dan bukan logam, iaitu antara atom dengan nilai elektronegativiti yang sangat berbeza.

Definisi

Ikatan ionik terbentuk kerana daya tarikan elektrostatik antara ion berlawanan - kation dan anion.

Terdapat satu lagi jenis sambungan - logam, khas untuk bahan mudah - logam. Ia dicirikan oleh tarikan atom logam yang diionkan separa dan elektron valensi, yang membentuk awan elektron tunggal ("gas elektron"). Elektron valensi dalam logam dilucutkan dan dimiliki secara serentak dengan semua atom logam, bebas bergerak ke seluruh kristal. Oleh itu, komunikasi adalah pelbagai pusat. Dalam logam peralihan, ikatan logam sebahagiannya kovalen, kerana ditambah dengan pertindihan orbital d lapisan pra-luar yang sebahagiannya dipenuhi dengan elektron. Logam membentuk kisi kristal logam. Ia dijelaskan secara terperinci dalam topik "Ikatan logam dan ciri-cirinya."

interaksi antara molekul

Contoh interaksi antara molekul yang kuat

adalah airhubungan ini, terbentuk antara atom hidrogen satu molekul dan atom dengan elektronegativiti tinggi ($ \ mathrm (F) $, $ \ mathrm (O) $, $ \ mathrm (Cl) $, $ \ mathrm (N) $). Contoh ikatan hidrogen ialah interaksi molekul air $ \ mathrm (O) _2 \ mathrm (O) ... \ mathrm (OH) _2 $, ammonia dan molekul air $ \ mathrm (H) _3 \ mathrm (N ) ... \ mathrm (OH) _2 $, metanol dan air $ \ mathrm (CH) _3 \ mathrm (OH) ... \ mathrm (OH) _2 $, serta pelbagai bahagian molekul protein, polisakarida, asid nukleik.

Contoh lain interaksi antara molekul adalah pasukan van der Waals yang timbul semasa polarisasi molekul dan pembentukan dipol. Mereka menentukan ikatan antara lapisan atom dalam kristal berlapis (seperti struktur grafit).

Ciri ikatan kimia

Ikatan kimia dicirikan oleh panjang, tenaga, arah dan ketepuan(setiap atom mampu membentuk sebilangan ikatan yang terhad). Banyaknya komunikasi sama dengan bilangan pasangan elektronik biasa. Bentuk molekul ditentukan oleh jenis awan elektron yang terlibat dalam pembentukan ikatan, serta oleh kehadiran atau ketiadaan pasangan elektron tunggal. Oleh itu, sebagai contoh, molekul $ \ mathrm (CO) _2 $ adalah linear (tidak ada pasangan elektron tunggal), dan $ \ mathrm (H) _2 \ mathrm (O) $ dan $ \ mathrm (SO) _2 $ adalah sudut (ada pasangan yang kesepian). Sekiranya atom yang berinteraksi mempunyai nilai elektronegativiti yang sangat berbeza, jumlah pasangan elektron hampir sepenuhnya berpindah ke arah atom dengan elektronegativiti tertinggi. Ikatan ion, oleh itu, dapat dianggap sebagai kes pengikat ikatan kovalen polar, ketika elektron hampir sepenuhnya berpindah dari satu atom ke atom yang lain. Pada kenyataannya, perpindahan sepenuhnya tidak pernah berlaku, iaitu sama sekali tidak ada zat ion. Contohnya, dalam $ \ mathrm (NaCl) $, caj sebenar bagi atom adalah +0.92 dan –0.92, bukan +1 dan –1.

Ikatan ion direalisasikan dalam sebatian logam khas dengan bukan logam dan residu berasid, iaitu dalam oksida logam ($ \ mathrm (CaO) $, $ \ mathrm (Al) _2 \ mathrm (O) _3 $), alkali ($ \ mathrm (NaOH) $, $ \ mathrm (Ca (OH)) _ 2 $) dan garam ($ \ mathrm (NaCl) $, $ \ mathrm (K) _2 \ mathrm (S) $, $ \ mathrm (K) _2 \ mathrm (SO) _4 $, $ \ mathrm (NH) _4 \ mathrm (Cl) $, $ \ mathrm (CH) _3 \ mathrm (NH) _3 ^ + $, $ \ mathrm (Cl ^ -) $) .

mekanisme pembentukan ikatan kimia

Ikatan kimia kovalen, jenis dan mekanisme pembentukannya. Pencirian ikatan kovalen (polariti dan tenaga ikatan). Ikatan ionik. Ikatan logam. Ikatan hidrogen

Doktrin ikatan kimia membentuk asas semua kimia teori.

Ikatan kimia difahami sebagai interaksi atom yang mengikatnya menjadi molekul, ion, radikal, kristal.

Terdapat empat jenis ikatan kimia: ionik, kovalen, logam dan hidrogen.

Pembahagian ikatan kimia menjadi jenis adalah bersyarat, kerana semuanya dicirikan oleh kesatuan tertentu.

Ikatan ionik boleh dianggap sebagai kes terhad dari ikatan kutub kovalen.

Ikatan logam menggabungkan interaksi kovalen atom dengan bantuan elektron bersama dan tarikan elektrostatik antara elektron dan ion logam ini.

Dalam bahan, seringkali tidak ada kes pengikat ikatan kimia (atau ikatan kimia tulen).

Contohnya, litium fluorida $ LiF $ disebut sebagai sebatian ion. Sebenarnya, ikatan di dalamnya adalah $ 80% $ ionik dan $ 20% $ kovalen. Oleh itu, adalah lebih tepat untuk membicarakan tahap kekutuban (ionisitas) ikatan kimia.

Dalam rangkaian hidrogen halida $ HF - HCl - HBr - HI - HАt $, tahap kekutuban ikatan menurun, kerana perbezaan nilai elektronegativiti atom halogen dan hidrogen menurun, dan dalam hidrogen astat ikatan menjadi hampir nonpolar $ (EO (H) = 2.1; EO (At) = 2.2) $.

Jenis ikatan yang berbeza boleh terkandung dalam bahan yang sama, misalnya:

1. dalam asas: antara atom oksigen dan hidrogen dalam kumpulan hidroksil, ikatannya adalah kovalen kutub, dan antara logam dan kumpulan hidroksil, ia adalah ionik;
2. dalam garam asid yang mengandungi oksigen: antara atom bukan logam dan oksigen residu asid - kutub kovalen, dan antara sisa logam dan asid - ionik;
3. dalam amonium, garam metilamonium, dan lain-lain: antara atom nitrogen dan hidrogen - kutub kovalen, dan antara ion amonium atau metilamonium dan residu berasid - ionik;
4. dalam peroksida logam (misalnya, $ Na_2O_2 $), ikatan antara atom oksigen adalah kovalen bukan polar, dan antara logam dan oksigen, ia adalah ionik, dll.

Jenis pautan yang berlainan boleh menghubungkan satu sama lain:

- semasa pemisahan elektrolitik sebatian kovalen di dalam air, ikatan kutub kovalen berubah menjadi ionik;

- setelah penyejatan logam, ikatan logam berubah menjadi kovalen bukan polar, dll.

Sebab kesatuan semua jenis dan jenis ikatan kimia adalah sifat kimia yang sama - interaksi elektron-nuklear. Bagaimanapun, pembentukan ikatan kimia adalah hasil interaksi atom-elektron-nuklear, disertai dengan pembebasan tenaga.

Kaedah untuk pembentukan ikatan kovalen. Ciri ikatan kovalen: panjang ikatan dan tenaga

Ikatan kimia kovalen adalah ikatan yang berlaku antara atom kerana pembentukan pasangan elektron biasa.

Mekanisme untuk pembentukan ikatan seperti itu boleh menjadi pertukaran dan penerima donor.

Saya Mekanisme pertukaran bertindak apabila atom membentuk pasangan elektron biasa dengan menggabungkan elektron tidak berpasangan.

1) $ H_2 $ - hidrogen:

Ikatan ini timbul kerana pembentukan pasangan elektron biasa oleh $ hidronel $ atom elektron (tumpang tindih $ s $ -orbital):

2) $ HCl $ - hidrogen klorida:

Ikatan ini timbul kerana pembentukan pasangan elektron biasa dari $ s- $ dan $ p- $ elektron (bertindih orbital $ s-p- $):

3) $ Cl_2 $: dalam molekul klorin, ikatan kovalen terbentuk kerana elektron $ p- $ yang tidak berpasangan (pertindihan orbital $ p-p- $):

4) $ N_2 $: dalam molekul nitrogen, tiga pasangan elektron biasa terbentuk di antara atom:

II. Mekanisme penerima-penderma Mari kita pertimbangkan pembentukan ikatan kovalen menggunakan contoh ion ammonium $ NH_4 ^ + $.

Penderma mempunyai pasangan elektron, akseptor mempunyai orbit bebas, yang dapat ditempati oleh pasangan ini. Dalam ion amonium, keempat-empat ikatan dengan atom hidrogen adalah kovalen: tiga terbentuk kerana penciptaan pasangan elektron biasa oleh atom nitrogen dan atom hidrogen oleh mekanisme pertukaran, satu - oleh mekanisme penderma-penerima.

Ikatan kovalen dapat dikelaskan dengan cara orbital elektron bertindih, dan juga oleh perpindahannya ke salah satu atom terikat.

Ikatan kimia yang terbentuk akibat pertindihan orbital elektron di sepanjang garis ikatan disebut $ σ $ -pautan (pautan sigma)... Pautan sigma sangat kuat.

$ p- $ Orbital boleh bertindih di dua kawasan, membentuk ikatan kovalen kerana pertindihan lateral:

Ikatan kimia terbentuk akibat pertindihan orbit orbit elektron "lateral" di luar talian komunikasi, i. E. di dua kawasan disebut $ π $ -pautan (ikatan pi).

Oleh tahap berat sebelah pasangan elektron biasa ke salah satu atom yang dihubungkan olehnya, ikatan kovalen boleh kutub dan tidak kutub.

Ikatan kimia kovalen yang terbentuk antara atom dengan elektronegativiti yang sama dipanggil tidak kutub. Pasangan elektron tidak berpindah ke atom mana pun, kerana atom mempunyai EO yang sama - sifat untuk menarik elektron valensi dari atom lain. Sebagai contoh:

mereka. melalui ikatan bukan kutub kovalen, molekul bahan bukan logam sederhana terbentuk. Ikatan kimia kovalen antara atom unsur yang elektronegativitinya berbeza disebut kutub.

Panjang dan tenaga ikatan kovalen.

Ciri sifat ikatan kovalen- panjang dan tenaganya. Panjang pautan Adakah jarak antara inti atom. Semakin pendek panjangnya, semakin kuat ikatan kimia. Walau bagaimanapun, ukuran kekuatan ikatan adalah tenaga ikatan, yang ditentukan oleh jumlah tenaga yang diperlukan untuk memutuskan ikatan. Ia biasanya diukur dalam kJ / mol. Oleh itu, menurut data eksperimen, panjang ikatan molekul $ H_2, Cl_2 $ dan $ N_2 $ masing-masing $ 0.074, 0.198 $, dan $ 0.109 $ nm, dan tenaga pengikatnya adalah $ 436, 242 $, dan $ 946 $ kJ / mol, masing-masing.

Yunus. Ikatan ionik

Mari kita bayangkan bahawa dua atom "bertemu": atom logam kumpulan I dan atom bukan logam kumpulan VII. Atom logam mempunyai elektron tunggal pada tahap tenaga luaran, dan atom bukan logam hanya kekurangan satu elektron untuk tahap luarannya lengkap.

Atom pertama akan memberikan elektron kedua dengan mudah, yang jauh dari nukleus dan terikat dengan lemah, dan atom yang kedua akan memberikannya ruang bebas pada tahap elektronik luarannya.

Kemudian atom, kehilangan salah satu muatan negatifnya, akan menjadi zarah bermuatan positif, dan yang kedua akan berubah menjadi zarah bermuatan negatif kerana elektron yang diterima. Zarah seperti itu dipanggil ion.

Ikatan kimia yang berlaku di antara ion disebut ionik.

Mari kita pertimbangkan pembentukan ikatan ini menggunakan contoh sebatian natrium klorida (garam meja) yang terkenal:

Proses menukar atom menjadi ion ditunjukkan dalam rajah:

Transformasi atom ini menjadi ion selalu berlaku apabila atom logam biasa dan bukan logam biasa berinteraksi.

Pertimbangkan algoritma (urutan) penaakulan semasa merekodkan pembentukan ikatan ionik, misalnya, antara atom kalsium dan klorin:

Nombor yang menunjukkan bilangan atom atau molekul disebut pekali, dan nombor yang menunjukkan bilangan atom atau ion dalam molekul disebut Indeks.

Ikatan logam

Mari kita ketahui bagaimana atom unsur logam saling berinteraksi antara satu sama lain. Logam biasanya tidak wujud sebagai atom terpencil, tetapi dalam bentuk ketulan, jongkong, atau produk logam. Apa yang menyimpan atom logam dalam satu jumlah?

Atom kebanyakan logam pada tahap luar mengandungi sebilangan kecil elektron - $ 1, 2, 3 $. Elektron ini mudah terkoyak, dan atom diubah menjadi ion positif. Elektron terlepas bergerak dari satu ion ke ion yang lain, mengikatnya menjadi satu keseluruhan. Bergabung dengan ion, elektron ini sementara membentuk atom, kemudian ia pecah lagi dan bergabung dengan ion lain, dll. Akibatnya, dalam jumlah besar logam, atom terus berubah menjadi ion dan sebaliknya.

Ikatan logam antara ion dengan elektron bersama disebut logam.

Angka tersebut secara skematik menunjukkan struktur serpihan logam natrium.

Dalam kes ini, sebilangan kecil elektron bersama mengikat sebilangan besar ion dan atom.

Ikatan logam mempunyai beberapa kemiripan dengan ikatan kovalen, kerana berdasarkan pada perkongsian elektron luaran. Walau bagaimanapun, dengan ikatan kovalen, elektron tidak berpasangan luaran hanya dua atom tetangga disosialisasikan, sementara dengan ikatan logam, semua atom mengambil bahagian dalam sosialisasi elektron ini. Itulah sebabnya kristal dengan ikatan kovalen rapuh, sementara kristal dengan ikatan logam biasanya mulur, konduktif elektrik dan mempunyai kilauan logam.

Ikatan logam adalah ciri baik untuk logam tulen dan untuk campuran pelbagai logam - aloi dalam keadaan pepejal dan cecair.

Ikatan hidrogen

Ikatan kimia antara atom hidrogen terpolarisasi positif satu molekul (atau sebahagian daripadanya) dan atom terpolarisasi negatif unsur elektronegatif kuat yang mempunyai pasangan elektron tunggal ($ F, O, N $ dan lebih jarang $ S $ dan $ Cl $), molekul lain (atau bahagiannya) dipanggil hidrogen.

Mekanisme pembentukan ikatan hidrogen sebahagiannya adalah elektrostatik dan sebahagiannya adalah penerima-penderma.

Contoh ikatan hidrogen antara molekul:

Sekiranya terdapat ikatan seperti itu, zat berat molekul yang rendah sekalipun boleh dalam keadaan normal seperti cecair (alkohol, air) atau gas mudah cair (amonia, hidrogen fluorida).

Bahan dengan ikatan hidrogen mempunyai kisi kristal molekul.

Bahan struktur molekul dan bukan molekul. Jenis kisi kristal. Ketergantungan sifat bahan pada komposisi dan strukturnya

Struktur molekul dan bukan molekul bahan

Bukan atom atau molekul individu yang memasuki interaksi kimia, tetapi zat. Bahan dalam keadaan tertentu boleh berada dalam salah satu daripada tiga keadaan agregat: pepejal, cair atau gas. Sifat bahan juga bergantung pada sifat ikatan kimia antara zarah-zarah yang membentuknya - molekul, atom atau ion. Mengikut jenis ikatan, bahan struktur molekul dan bukan molekul dibezakan.

Bahan yang terdiri daripada molekul dipanggil bahan molekul... Ikatan antara molekul dalam bahan tersebut sangat lemah, jauh lebih lemah daripada antara atom di dalam molekul, dan walaupun pada suhu yang rendah, ia dapat pecah - zat tersebut berubah menjadi cecair dan kemudian menjadi gas (penyerapan iodin). Titik lebur dan didih bahan yang terdiri daripada molekul meningkat dengan bertambahnya berat molekul.

Bahan molekul merangkumi bahan dengan struktur atom ($ C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W $), di antaranya terdapat logam dan bukan logam.

Pertimbangkan sifat fizikal logam alkali. Kekuatan ikatan antara atom yang rendah menyebabkan kekuatan mekanik yang rendah: logam alkali lembut, mudah dipotong dengan pisau.

Saiz atom yang besar menyebabkan kepadatan logam alkali rendah: litium, natrium dan kalium bahkan lebih ringan daripada air. Dalam kumpulan logam alkali, titik didih dan lebur menurun dengan peningkatan bilangan ordinal unsur, kerana saiz atom meningkat dan ikatan semakin lemah.

Kepada bahan bukan molekul struktur merangkumi sebatian ion. Sebilangan besar sebatian logam dengan bukan logam mempunyai struktur ini: semua garam ($ NaCl, K_2SO_4 $), sebilangan hidrida ($ LiH $) dan oksida ($ CaO, MgO, FeO $), asas ($ NaOH, KOH $). Bahan ion (bukan molekul) mempunyai lebur dan takat didih yang tinggi.

Kekisi kristal

Bahan, seperti yang anda ketahui, boleh wujud dalam tiga keadaan pengagregatan: gas, cecair dan pepejal.

Pepejal: amorf dan kristal.

Mari kita pertimbangkan bagaimana ciri ikatan kimia mempengaruhi sifat pepejal. Pepejal terbahagi kepada kristal dan amorf.

Bahan amorf tidak mempunyai titik lebur yang jelas - apabila dipanaskan, bahan tersebut secara beransur-ansur melembutkan dan berubah menjadi keadaan cair. Dalam keadaan amorf, misalnya, terdapat plasticine dan pelbagai resin.

Bahan kristal dicirikan oleh susunan zarah-zarahnya yang betul yang terdiri dari atom: molekul dan ion - pada titik yang ditentukan dengan jelas di angkasa. Apabila titik-titik ini dihubungkan dengan garis lurus, kerangka ruang terbentuk, yang disebut kisi kristal. Titik-titik di mana zarah-zarah kristal berada disebut titik kisi.

Bergantung pada jenis zarah yang terdapat di tapak kisi kristal, dan sifat ikatan di antara mereka, empat jenis kisi kristal dibezakan: ionik, atom, molekul dan logam.

Kisi kristal ion.

Ionik dipanggil kisi kristal, di nod yang terdapat ion. Mereka terbentuk oleh bahan dengan ikatan ion, yang boleh dikaitkan dengan kedua ion sederhana $ Na ^ (+), Cl ^ (-) $, dan ion kompleks $ SO_4 ^ (2−), OH ^ - $. Akibatnya, garam, beberapa oksida dan hidroksida logam mempunyai kisi kristal ion. Contohnya, kristal natrium klorida terdiri daripada ion positif $ Na ^ + $ dan ion $ Cl ^ - $ negatif, membentuk kisi berbentuk kubus. Ikatan antara ion dalam kristal sedemikian sangat stabil. Oleh itu, bahan dengan kisi ion dibezakan oleh kekerasan dan kekuatan yang agak tinggi, bahan tersebut tahan api dan tidak mudah menguap.

Kekisi kristal atom.

Atom dipanggil kisi kristal, di simpul yang terdapat atom individu. Dalam kisi sedemikian, atom dihubungkan oleh ikatan kovalen yang sangat kuat. Contoh bahan dengan kisi kristal jenis ini adalah berlian - salah satu pengubahsuaian alotropik karbon.

Sebilangan besar bahan dengan kisi kristal atom mempunyai titik lebur yang sangat tinggi (contohnya, untuk berlian lebih tinggi daripada $ 3500 ° C $), ia kuat dan padat, hampir tidak larut.

Kisi kristal molekul.

Molekul dipanggil kisi kristal, di simpul molekul yang berada. Ikatan kimia dalam molekul ini boleh menjadi polar ($ HCl, H_2O $) dan bukan polar ($ N_2, O_2 $). Walaupun fakta bahawa atom di dalam molekul terikat oleh ikatan kovalen yang sangat kuat, daya tarikan antara molekul yang lemah bertindak antara molekul itu sendiri. Oleh itu, bahan dengan kisi kristal molekul mempunyai kekerasan rendah, takat lebur rendah, dan mudah berubah. Sebilangan besar sebatian organik pepejal mempunyai kisi kristal molekul (naftalena, glukosa, gula).

Kisi kristal logam.

Bahan dengan ikatan logam mempunyai kisi kristal logam. Di tapak kisi tersebut terdapat atom dan ion (sama ada atom atau ion, di mana atom logam mudah diubah, menyumbangkan elektron luarnya "untuk penggunaan umum"). Struktur dalaman logam ini menentukan sifat fizikalnya: kelenturan, keplastikan, kekonduksian elektrik dan terma, ciri kilauan logam.

Ikatan kimia ion adalah ikatan yang terbentuk antara atom unsur kimia (ion bermuatan positif atau negatif). Oleh itu, apakah ikatan ion, dan bagaimana bentuknya?

Ciri umum ikatan kimia ion

Ion adalah zarah dengan muatan, di mana atom bertukar dalam proses pemberian atau penerimaan elektron. Mereka sangat tertarik satu sama lain, oleh sebab inilah zat dengan ikatan jenis ini mempunyai titik didih dan lebur yang tinggi.

Nasi. 1. Yunus.

Ikatan ionik - ikatan kimia antara ion tidak seperti, kerana daya tarikan elektrostatiknya. Ia boleh dianggap sebagai halangan ikatan kovalen, apabila perbezaan elektronegativiti atom terikat sangat besar sehingga terjadi pemisahan cas yang lengkap.

Nasi. 2. Ikatan kimia ion.

Biasanya dianggap bahawa komunikasi menjadi elektronik jika EO> 1.7.

Perbezaan nilai elektronegativiti semakin besar, semakin jauh unsur-unsur terletak satu sama lain dalam jadual berkala sepanjang tempoh tersebut. Ikatan ini khas untuk logam dan bukan logam, terutama yang terletak di kumpulan yang paling jauh, misalnya, I dan VII.

Contoh: garam meja, natrium klorida NaCl:

Nasi. 3. Diagram ikatan kimia ion natrium klorida.

Ikatan ionik wujud dalam kristal, ia mempunyai kekuatan, panjang, tetapi tidak tepu dan tidak diarahkan. Ikatan ionik hanya bersifat untuk bahan kompleks seperti garam, alkali, beberapa oksida logam. Dalam keadaan gas, bahan tersebut wujud dalam bentuk molekul ionik.

Ikatan kimia ionik terbentuk antara logam biasa dan bukan logam. Elektron tanpa gagal berpindah dari logam ke bukan logam, membentuk ion. Akibatnya, daya tarikan elektrostatik terbentuk, yang disebut ikatan ionik.

Sebenarnya, tidak ada ikatan ionik sepenuhnya. Ikatan ionik yang disebut adalah sebahagian ionik, sebahagiannya kovalen. Walau bagaimanapun, ikatan ion molekul kompleks boleh dianggap ionik.

Contoh pembentukan ikatan ionik

Terdapat beberapa contoh pembentukan ikatan ionik:

• interaksi kalsium dan fluorin

Ca 0 (atom) -2e = Ca 2 + (ion)

- Lebih mudah menderma dua elektron untuk kalsium daripada mendapatkan yang hilang.

F 0 (atom) + 1е = F- (ion)

- fluorin, sebaliknya, lebih mudah menerima satu elektron daripada menderma tujuh elektron.

Mari kita cari gandaan sepunya terkecil antara cas ion terbentuk. Ia sama dengan 2. Mari kita tentukan bilangan atom fluor yang akan menerima dua elektron dari atom kalsium: 2: 1 = 2.4.

Mari kita buat formula ikatan kimia ionik:

Ca 0 + 2F 0 → Ca 2 + F - 2.

• interaksi natrium dan oksigen

Ikatan kimia, jenisnya, sifatnya, dan merupakan salah satu asas sains menarik yang disebut kimia. Dalam artikel ini, kami akan menganalisis semua aspek ikatan kimia, kepentingannya dalam sains, memberikan contoh dan banyak lagi.

Apakah ikatan kimia

Di bawah ikatan kimia dalam kimia dimaksudkan saling melekat atom dalam molekul dan, sebagai akibat tindakan daya tarikan yang ada di antara. Terima kasih kepada ikatan kimia yang terbentuk pelbagai sebatian kimia, inilah sifat ikatan kimia.

Jenis ikatan kimia

Mekanisme pembentukan ikatan kimia sangat bergantung pada jenis atau jenisnya; secara amnya, jenis ikatan kimia utama berikut berbeza:

• Ikatan kimia kovalen (yang seterusnya boleh menjadi polar dan tidak polar)
• Ikatan ionik
• sambungan
• Ikatan kimia

seperti orang.

Adapun, artikel yang terpisah dikhaskan untuknya di laman web kami, dan anda boleh membaca dengan lebih terperinci di pautan. Selanjutnya, kami akan menganalisis dengan lebih terperinci semua jenis ikatan kimia utama yang lain.

Ikatan kimia ion

Pembentukan ikatan kimia ionik berlaku apabila dua ion dengan cas berbeza saling menarik. Ion biasanya sederhana dengan ikatan kimia seperti itu, yang terdiri daripada satu atom jirim.

Gambar rajah ikatan kimia ion.

Ciri khas jenis ion ikatan kimia adalah kekurangan tepu, dan sebagai hasilnya, sebilangan ion ion bermuatan yang sangat berbeza dapat bergabung dengan ion atau bahkan sekumpulan ion keseluruhan. Contoh ikatan kimia ionik ialah sebatian cesium fluorida CsF, di mana tahap "ionisitas" hampir 97%.

Ikatan kimia hidrogen

Jauh sebelum kemunculan teori ikatan kimia moden dalam bentuk modennya, saintis kimia menyedari bahawa sebatian hidrogen dengan bukan logam mempunyai pelbagai sifat yang menakjubkan. Katakan titik didih air dan bersama dengan hidrogen fluorida jauh lebih tinggi daripada yang mungkin, berikut adalah contoh ikatan kimia hidrogen siap pakai.

Gambar menunjukkan rajah pembentukan ikatan kimia hidrogen.

Sifat dan sifat ikatan kimia hidrogen disebabkan oleh keupayaan atom hidrogen H untuk membentuk ikatan kimia yang lain, oleh itu nama ikatan ini. Sebab untuk pembentukan sambungan tersebut adalah sifat daya elektrostatik. Sebagai contoh, awan elektron biasa dalam molekul hidrogen fluorida dipindahkan ke arah fluor sehingga ruang di sekitar atom bahan ini tepu dengan medan elektrik negatif. Di sekitar atom hidrogen, terutamanya apabila kekurangan satu-satunya elektronnya, semuanya bertentangan, medan elektronnya jauh lebih lemah dan, sebagai hasilnya, mempunyai muatan positif. Dan caj positif dan negatif, seperti yang anda ketahui, menarik, dengan cara yang mudah, ikatan hidrogen timbul.

Ikatan kimia logam

Ikatan kimia apa yang khas untuk logam? Bahan ini mempunyai jenis ikatan kimia tersendiri - atom dari semua logam tidak tersusun bagaimanapun, tetapi dengan cara tertentu, susunan susunannya disebut kisi kristal. Elektron dari atom yang berbeza membentuk awan elektron biasa, sementara mereka saling berinteraksi dengan lemah.

Inilah rupa ikatan kimia logam.

Sebarang logam boleh digunakan sebagai contoh ikatan kimia logam: natrium, besi, zink, dan sebagainya.

Cara menentukan jenis ikatan kimia

Bergantung pada bahan yang mengambil bahagian di dalamnya, jika logam dan bukan logam, maka ikatannya adalah ionik, jika dua logam, maka logam, jika dua bukan logam, maka kovalen.

Sifat ikatan kimia

Untuk membandingkan tindak balas kimia yang berbeza, ciri kuantitatif yang berbeza digunakan, seperti:

• panjang,
• tenaga,
• kekutuban,
• susunan pautan.

Mari kita perhatikan mereka dengan lebih dekat.

Panjang ikatan - jarak keseimbangan antara inti atom, yang dihubungkan oleh ikatan kimia. Biasanya diukur secara eksperimen.

Tenaga ikatan kimia menentukan kekuatannya. Dalam kes ini, tenaga merujuk kepada usaha yang diperlukan untuk memutuskan ikatan kimia dan memisahkan atom.

Kutuban ikatan kimia menunjukkan berapa banyak ketumpatan elektron dipindahkan ke salah satu atom. Keupayaan atom untuk mengalihkan ketumpatan elektron kepada diri mereka sendiri atau, dalam istilah sederhana, "tarik selimut ke atas diri mereka sendiri" dalam kimia disebut elektronegativiti.

Atom kebanyakan unsur tidak wujud secara berasingan, kerana dapat saling berinteraksi antara satu sama lain. Interaksi ini menghasilkan zarah yang lebih kompleks.

Sifat ikatan kimia adalah tindakan daya elektrostatik, yang merupakan kekuatan interaksi antara cas elektrik. Elektron dan inti atom mempunyai cas sedemikian.

Elektron yang berada pada tahap elektronik luaran (elektron valensi) yang paling jauh dari nukleus berinteraksi yang paling lemah dengannya, dan oleh itu mampu melepaskan diri dari nukleus. Mereka bertanggungjawab untuk mengikat atom antara satu sama lain.

Jenis interaksi dalam kimia

Jenis ikatan kimia boleh ditunjukkan dalam bentuk jadual berikut:

Ciri ikatan ion

Interaksi kimia yang terbentuk kerana tarikan ion mempunyai cas yang berbeza disebut ionik. Ini berlaku sekiranya atom yang terikat mempunyai perbezaan yang signifikan dalam elektronegativiti (iaitu, kemampuan untuk menarik elektron) dan pasangan elektron menuju ke elemen yang lebih elektronegatif. Hasil peralihan elektron dari satu atom ke atom yang lain adalah pembentukan zarah-zarah - ion yang terisi. Tarikan timbul di antara mereka.

Indeks elektronegativiti terendah mempunyai logam biasa, dan yang terbesar adalah bukan logam biasa. Oleh itu, ion dibentuk oleh interaksi antara logam biasa dan bukan logam biasa.

Atom logam menjadi ion bermuatan positif (kation), menyumbang elektron ke tahap elektronik luaran, dan bukan logam mengambil elektron, sehingga berubah menjadi dicas negatif ion (anion).

Atom bergerak ke keadaan tenaga yang lebih stabil, menyelesaikan konfigurasi elektronik mereka.

Ikatan ionik tidak terarah dan tidak tepu, kerana interaksi elektrostatik berlaku ke semua arah, masing-masing, ion dapat menarik ion tanda bertentangan ke semua arah.

Susunan ion sedemikian rupa sehingga di sekitar masing-masing terdapat sebilangan ion ion yang berlawanan. Konsep "molekul" untuk sebatian ion tidak masuk akal.

Contoh pendidikan

Pembentukan ikatan dalam natrium klorida (nacl) disebabkan oleh pemindahan elektron dari atom Na ke atom Cl dengan pembentukan ion yang sesuai:

Na 0 - 1 e = Na + (kation)

Cl 0 + 1 e = Cl - (anion)

Dalam natrium klorida, terdapat enam ion klorin di sekitar kation natrium, dan enam ion natrium di sekitar setiap ion klorin.

Semasa pembentukan interaksi antara atom dalam barium sulfida, proses berikut berlaku:

Ba 0 - 2 e = Ba 2+

S 0 + 2 e = S 2-

Ba menyerahkan dua elektronnya ke sulfur, menghasilkan pembentukan anion sulfur S 2- dan kation barium Ba 2+.

Ikatan kimia logam

Bilangan elektron dalam tahap tenaga luar logam kecil; mereka mudah terlepas dari nukleus. Hasil daripada pemisahan ini, ion logam dan elektron bebas terbentuk. Elektron ini dipanggil "gas elektron". Elektron bergerak bebas melalui isi padu logam dan sentiasa mengikat dan melepaskan atom.

Struktur bahan logam adalah seperti berikut: kisi kristal adalah tulang belakang bahan, dan elektron bebas bergerak di antara nodnya.

Contohnya merangkumi:

Mg - 2e<->Mg 2+

Cs - e<->Cs +

Ca - 2e<->Ca 2+

Fe - 3e<->Fe 3+

Kovalen: polar dan tidak polar

Jenis interaksi kimia yang paling biasa adalah ikatan kovalen. Nilai elektronegativiti unsur-unsur yang berinteraksi tidak berbeza dengan ketara, dalam hal ini, hanya pergeseran pasangan elektron biasa berlaku ke atom yang lebih elektronegatif.

Interaksi kovalen dapat dibentuk oleh mekanisme pertukaran atau oleh penerima donor-penerima.

Mekanisme pertukaran direalisasikan jika setiap atom mempunyai elektron yang tidak berpasangan pada tahap elektron luar dan pertindihan orbital atom membawa kepada kemunculan sepasang elektron kepunyaan kedua atom. Apabila salah satu atom mempunyai sepasang elektron pada tahap elektronik luaran, dan yang lain mempunyai orbital bebas, maka apabila orbital atom bertindih, pasangan elektron disosialisasikan dan berinteraksi mengikut mekanisme penderma-penerima.

Kovalen dibahagikan dengan darab menjadi:

• sederhana atau tunggal;
• berganda;
• tiga kali ganda.

Gandaan memberikan sosialisasi dua pasang elektron sekaligus, dan tiga - tiga.

Menurut pengedaran ketumpatan elektron (polaritas) antara atom terikat, ikatan kovalen terbahagi kepada:

• tidak polar;
• kutub.

Ikatan bukan polar dibentuk oleh atom yang sama, dan ikatan polar dibentuk oleh elektronegativiti yang berbeza.

Interaksi atom yang hampir dalam elektronegativiti disebut ikatan bukan polar. Sepasang elektron yang sama dalam molekul seperti itu tidak tertarik pada atom mana pun, tetapi milik kedua-duanya sama.

Interaksi elemen yang berbeza dalam elektronegativiti membawa kepada pembentukan ikatan polar. Dalam jenis interaksi ini, pasangan elektron biasa tertarik oleh unsur yang lebih elektronegatif, tetapi tidak memindahkannya sepenuhnya (iaitu, pembentukan ion tidak berlaku). Hasil daripada pergeseran kepadatan elektron seperti itu, cas separa muncul pada atom: pada yang lebih elektronegatif - cas negatif, dan yang kurang - positif.

Sifat dan ciri kovalen

Ciri-ciri utama ikatan kovalen:

• Panjang ditentukan oleh jarak antara inti atom yang saling berinteraksi.
• Polariti ditentukan oleh anjakan awan elektron ke arah salah satu atom.
• Directionality adalah harta untuk membentuk ikatan berorientasi spasial dan, dengan demikian, molekul yang mempunyai bentuk geometri tertentu.
• Ketepuan ditentukan oleh kemampuan untuk membentuk sebilangan ikatan yang terhad.
• Kebolehubahan ditentukan oleh keupayaan untuk mengubah kekutuban apabila terkena medan elektrik luaran.
• Tenaga yang diperlukan untuk memutuskan ikatan, yang menentukan kekuatannya.

Contoh interaksi bukan-kutub kovalen boleh menjadi molekul hidrogen (H2), klorin (Cl2), oksigen (O2), nitrogen (N2) dan banyak lagi.

H + H → molekul H-H mempunyai ikatan bukan kutub tunggal,

O: +: O → O = O molekul mempunyai dua bukan polar,

Ṅ: + Ṅ: → Molekul N≡N mempunyai tiga bukan polar.

Molekul karbon dioksida (CO2) dan gas karbon monoksida (CO), hidrogen sulfida (H2S), asid hidroklorik (HCL), air (H2O), metana (CH4), sulfur oksida (SO2) dan banyak lagi yang boleh disebut sebagai contoh ikatan kovalen unsur kimia ...

Dalam molekul CO2, hubungan antara atom karbon dan oksigen adalah polar kovalen, kerana hidrogen yang lebih elektronegatif menarik ketumpatan elektron. Oksigen mempunyai dua elektron yang tidak berpasangan pada tahap luar, dan karbon dapat memberikan empat elektron valensi untuk membentuk interaksi. Akibatnya, ikatan berganda terbentuk dan molekul kelihatan seperti ini: O = C = O.

Untuk menentukan jenis ikatan dalam molekul tertentu, cukup untuk mempertimbangkan atom yang membentuknya. Logam zat sederhana membentuk logam, logam dengan bukan logam - ionik, bahan bukan logam sederhana - kovalen bukan polar, dan molekul yang terdiri daripada pelbagai logam dibentuk melalui ikatan kutub kovalen.