Продолжение. Начало см. в № 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19/2005

ТЕМА 5. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Урок 25. Ковалентная и ионная химические связи

1. Химическая связь – это силы электрического притяжения, удерживающие атомы в веществах друг возле друга. Какие известны виды химической связи?

2. Объясните понятие об электронном облаке (энергетическом уровне) на примере атома водорода.

3. Что такое электроотрицательность атомов?

4. Электроны какого энергетического уровня элементов 3-го периода участвуют в образовании химической связи? Ответ поясните на основе правила октета.

5. Опишите условия возникновения химической связи. (Выполнение каких требований необходимо? Как изменяется при этом энергия системы?)

6. Какие виды химических связей существуют в простых веществах, а какие возникают при их взаимодействии между собой? Приведите примеры.

7. Изобразите электронные формулы Льюиса (с обозначением валентных электронов точками и размещением электронов, участвующих в образовании химических связей, между связываемыми атомами) молекул и ионных соединений: Н₂, Н₂О, NaCl.

8. Приведите примеры, когда один и тот же элемент образует различные виды химической связи: ионную, ковалентную полярную и неполярную. Используйте формулы Льюиса.

9. Какие из веществ: НВr, Вr₂, NaI, НNО₃, NаNO₃, КОН – имеют молекулярное, а какие – ионное строение?

Вещества молекулярного и ионного строения

10. Что можно сказать о температурах плавления и кипения веществ с ковалентной и ионной связью? Ответ проиллюстрируйте следующими фактическими данными:

11. Впишите по вертикали понятия, характеризующие химическую связь. Это поможет вам прочесть по горизонтали (11) ключевое слово кроссворда, характеризующее способность атомов в соединении притягивать к себе валентные электроны (участвующие в образовании связи).

По вертикали: 1. Вид химической связи, осуществляемой за счет общей электронной пары, причем в эту пару каждый атом вносит по одному электрону. 2. Число электронов в устойчивой внешней электронной оболочке атомов. 3. Связь между атомом водорода одной из связываемых частиц и атомом кислорода (или фтора, или азота) другой частицы. 4. Группа из двух или нескольких атомов, удерживаемых вместе ковалентными связями. 5. Вид ковалентной связи, при которой электронное облако связи смещено к одному из атомов. 6. Атом, при образовании химической связи принимающий неподеленную электронную пару от другого атома. 7. Мельчайшая частица, несущая отрицательный заряд. 8. Вид ковалентной связи, при которой связывающая электронная пара распределяется симметрично относительно ядер обоих атомов. 9. Химическая связь между разноименно заряженными частицами. 10. Свойство атома образовывать определенное число химических связей.

Урок 26. Донорно-акцепторная и водородная связи

1. Донорно-акцепторная связь – разновидность ковалентной связи, возникающей за счет электронной пары одного атома (азота, кислорода) и свободной орбитали другого атома (s-орбитали иона водорода Н⁺).
Подчеркните соединения и ионы, в которых имеется донорно-акцепторная связь:

NH₃, , NH₄Cl, NaNH₂, H₂O, H₃O⁺, HCl.

2. Пользуясь схемой образования иона аммония:

укажите, какой атом является донором электронной пары, а какой – ее акцептором.

3. Отметьте, к какому типу связи – внутри- или межмолекулярной – следует отнести водородную связь. Между какими атомами она возникает? Приведите структурные формулы веществ с водородной связью.

4. В пероксиде водорода Н₂О₂ и в пероксиде натрия Na₂O₂ имеются ковалентные полярные, ковалентные неполярные, водородные и ионные связи. Укажите на схеме их расположение:

5. Под длиной химической связи подразумевают расстояние между центрами соединяемых атомов. Например, длины связей в нанометрах (1 нм = 10^–9 м): Н–Н – 0,074, Н–Сl – 0,127, Cl–Cl – 0,196,
С–Н – 0,109. Как изменяется длина химической связи водород–галоген в ряду Н–Сl, Н–Вr, Н–I? Дайте обоснованный ответ.

6. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы разорвать 1 моль или N_А = 6,02•10²³ химических связей, называют энергией химической связи Е_св. Например, Е_св(Н₂) = 437 кДж/моль,
Е_св(Сl₂) = 240 кДж/моль, Е_св(НСl) = 430 кДж/моль. Рассчитайте тепловой эффект Q химической реакции:

Н₂ + Сl₂ = 2НСl + Q.

Выделяется ли энергия при образовании 2 моль НСl?

7. При взаимодействии атомов неметаллов, имеющих различную электроотрицательность, возникает ковалентная полярная связь. Обычно чем больше разность электроотрицательностей связываемых атомов, тем более полярная связь. Расположите следующие химические связи в порядке возрастания их полярности:

Н–Сl, Н–Н, С–I, С–Н, С–Сl.

8. Под поляризуемостью химической связи подразумевают ее способность к перераспределению электронной плотности под действием электрического поля или других атомов. Чем больше размер атома и число его валентных электронов, тем выше поляризуемость химической связи, образуемой этим атомом. Значками > и < укажите более легкополяризуемые связи:

С=О . . . С=S, C–O . . . C–S, C–I . . . C–Cl, C–P . . . C–S, C=N . . . C=O.

Урок 27. Строение молекул.
Гибридизация электронных облаков (орбиталей)

1. Какие из приведенных ниже молекул имеют:

а) линейное строение (все атомы расположены на одной прямой);

б) угловое строение (угол между связями меньше 180°);

в) вид объемных геометрических фигур (треугольная призма, тетраэдр)?

2. Гибридизация – это выравнивание по форме и энергии различных электронных облаков (например, s и р), происходящее при поглощении энергии атомом. Нарисуйте схему sp-гибридизации двух электронных облаков атома бериллия при образовании фторида бериллия ВеF₂.

3. Составьте электронографические формулы расположения электронов по орбиталям в основном и возбужденном состояниях атома бора. Приведите схему sp²-гибридизации одной s- и двух р-орбиталей.

4. Изобразите схематически перекрывание гибридных облаков в молекулах ВеF₂ и ВСl₃. Укажите углы между связями: F–Be–F и Cl–B–Cl.

5. В чем сходство и различие строения молекул метана, аммиака и воды? Нарисуйте схемы перекрывания гибридных облаков в их молекулах.

6. В каком состоянии гибридизации находятся атомы углерода в бензоле? Нарисуйте схему строения молекулы бензола. Чему равен валентный угол между атомами углерода С–С–С?