Mada za Kinasasishaji cha Mitihani ya Jimbo Iliyounganishwa: Dhamana ya kemikali ya Covalent, aina zake na taratibu za uundaji. Tabia za vifungo vya covalent (polarity na nishati ya dhamana). Dhamana ya Ionic. Uunganisho wa chuma. Dhamana ya hidrojeni

Vifungo vya kemikali vya intramolecular

Kwanza, hebu tuangalie vifungo vinavyotokea kati ya chembe ndani ya molekuli. Viunganisho kama hivyo huitwa intramolecular.

Dhamana ya kemikali kati ya atomi za vipengele vya kemikali ina asili ya umeme na hutengenezwa kutokana na mwingiliano wa elektroni za nje (valence)., kwa kiwango zaidi au kidogo kushikiliwa na viini vyenye chaji chanya atomi zilizounganishwa.

Dhana kuu hapa ni UMEME. Ni hii ambayo huamua aina ya dhamana ya kemikali kati ya atomi na mali ya dhamana hii.

ni uwezo wa atomi kuvutia (kushikilia) ya nje(valence) elektroni. Electronegativity imedhamiriwa na kiwango cha mvuto wa elektroni za nje kwenye kiini na inategemea hasa radius ya atomi na malipo ya kiini.

Electronegativity ni vigumu kuamua bila utata. L. Pauling alikusanya jedwali la elektronegativities jamaa (kulingana na nguvu za dhamana za molekuli za diatomiki). Kipengele cha umeme zaidi ni florini yenye maana 4 .

Ni muhimu kutambua kwamba katika vyanzo tofauti unaweza kupata mizani tofauti na meza za maadili ya electronegativity. Hii haipaswi kutishwa, kwani malezi ya dhamana ya kemikali ina jukumu atomi, na ni takriban sawa katika mfumo wowote.

Ikiwa moja ya atomi katika kifungo cha kemikali cha A:B huvutia elektroni kwa nguvu zaidi, basi jozi ya elektroni husogea kuelekea kwayo. zaidi tofauti ya umeme atomi, ndivyo jozi ya elektroni inavyobadilika zaidi.

Ikiwa nguvu za kielektroniki za atomi zinazoingiliana ni sawa au takriban sawa: EO(A)≈EO(B), basi jozi ya elektroni ya kawaida haihamishi kwa atomi yoyote: A: B. Uunganisho huu unaitwa covalent nonpolar.

Ikiwa nguvu za elektroni za atomi zinazoingiliana hutofautiana, lakini sio sana (tofauti ya elektronegativity ni takriban kutoka 0.4 hadi 2: 0,4<ΔЭО<2 ), kisha jozi ya elektroni inahamishwa kwa moja ya atomi. Uunganisho huu unaitwa polar covalent .

Ikiwa nguvu za elektroni za atomi zinazoingiliana hutofautiana kwa kiasi kikubwa (tofauti ya elektronegativity ni kubwa kuliko 2: ΔEO>2), basi moja ya elektroni karibu kabisa kuhamishiwa atomi nyingine, pamoja na malezi ioni. Uunganisho huu unaitwa ionic.

Aina za msingi za vifungo vya kemikali - covalent, ionic Na chuma mawasiliano. Hebu tuangalie kwa karibu zaidi.

Covalent kemikali dhamana

Kifungo cha Covalent – ni dhamana ya kemikali , iliyoundwa kutokana na uundaji wa jozi ya elektroni ya kawaida A:B . Aidha, atomi mbili kuingiliana obiti za atomiki. Kifungo shirikishi huundwa na mwingiliano wa atomi na tofauti ndogo ya elektronegativity (kawaida. kati ya mbili zisizo za metali) au atomi za kipengele kimoja.

Mali ya msingi ya vifungo vya covalent

kuzingatia,
kueneza,
polarity,
polarizability.

Tabia hizi za kuunganisha huathiri kemikali na mali ya kimwili ya vitu.

Mwelekeo wa mawasiliano sifa ya muundo wa kemikali na aina ya dutu. Pembe kati ya vifungo viwili huitwa pembe za dhamana. Kwa mfano, katika molekuli ya maji angle ya dhamana H-O-H ni 104.45 o, kwa hiyo molekuli ya maji ni polar, na katika molekuli ya methane angle ya dhamana H-C-H ni 108 o 28′.

Kueneza ni uwezo wa atomi kuunda idadi ndogo ya vifungo vya kemikali vya ushirikiano. Idadi ya vifungo ambavyo atomi inaweza kuunda inaitwa.

Polarity kuunganishwa hutokea kwa sababu ya usambazaji usio sawa wa msongamano wa elektroni kati ya atomi mbili zilizo na elektronegativity tofauti. Vifungo vya Covalent vinagawanywa katika polar na nonpolar.

Polarizability miunganisho ni uwezo wa elektroni za dhamana kuhama chini ya ushawishi wa uwanja wa nje wa umeme(hasa, uwanja wa umeme wa chembe nyingine). Polarizability inategemea uhamaji wa elektroni. Kadiri elektroni inavyotoka kwenye kiini, ndivyo inavyotembea zaidi, na ipasavyo molekuli ni polarizable zaidi.

Dhamana ya kemikali ya Covalent isiyo ya polar

Kuna aina 2 za uhusiano wa ushirikiano - POLAR Na ISIYO NA POLAR .

Mfano . Hebu fikiria muundo wa molekuli ya hidrojeni H2. Kila atomi ya hidrojeni katika kiwango chake cha nishati ya nje hubeba elektroni 1 ambayo haijaunganishwa. Ili kuonyesha atomi, tunatumia muundo wa Lewis - hii ni mchoro wa muundo wa kiwango cha nishati ya nje ya atomi, wakati elektroni zinaonyeshwa na dots. Mifano ya muundo wa pointi za Lewis husaidia sana wakati wa kufanya kazi na vipengele vya kipindi cha pili.

H. + . H = H:H

Kwa hivyo, molekuli ya hidrojeni ina jozi moja ya elektroni iliyoshirikiwa na dhamana ya kemikali ya H-H. Jozi hii ya elektroni haibadilishi kwa atomi zozote za hidrojeni, kwa sababu Atomi za hidrojeni zina uwezo sawa wa elektroni. Uunganisho huu unaitwa covalent nonpolar .

Bondi ya Covalent nonpolar (symmetric). ni kifungo shirikishi kinachoundwa na atomi zilizo na uwezo sawa wa elektrone (kawaida zisizo za metali zile zile) na, kwa hiyo, na mgawanyo sawa wa msongamano wa elektroni kati ya viini vya atomi.

Wakati wa dipole wa vifungo visivyo vya polar ni 0.

Mifano: H 2 (H-H), O 2 (O=O), S 8.

Covalent polar kemikali dhamana

Covalent polar dhamana ni kifungo cha ushirikiano kinachotokea kati ya atomi zenye uwezo tofauti wa kielektroniki (kawaida, mbalimbali zisizo za metali) na ina sifa kuhama jozi ya elektroni iliyoshirikiwa kwa atomi ya elektroni zaidi (polarization).

Msongamano wa elektroni huhamishiwa kwa atomi ya elektroni zaidi - kwa hivyo, malipo hasi ya sehemu (δ-) huonekana juu yake, na chaji chanya cha sehemu (δ+, delta +) inaonekana kwenye atomi isiyo na umeme kidogo.

Kadiri tofauti ya elektronegativity ya atomi inavyoongezeka, ndivyo inavyokuwa juu polarity miunganisho na zaidi wakati wa dipole . Vikosi vya ziada vya kuvutia hutenda kati ya molekuli za jirani na malipo ya ishara kinyume, ambayo huongezeka nguvu mawasiliano.

Polarity ya dhamana huathiri mali ya kimwili na kemikali ya misombo. Njia za majibu na hata reactivity ya vifungo vya jirani hutegemea polarity ya dhamana. Polarity ya uunganisho mara nyingi huamua polarity ya molekuli na hivyo huathiri moja kwa moja sifa za kimwili kama vile kiwango cha mchemko na kiwango myeyuko, umumunyifu katika vimumunyisho vya polar.

Mifano: HCl, CO 2, NH 3.

Taratibu za kuunda dhamana ya ushirikiano

Vifungo vya kemikali vya covalent vinaweza kutokea kwa njia 2:

1. Utaratibu wa kubadilishana uundaji wa dhamana ya kemikali shirikishi ni wakati kila chembe hutoa elektroni moja ambayo haijaunganishwa kuunda jozi ya elektroni ya kawaida:

A . + . B= A:B

2. Uundaji wa dhamana ya mshikamano ni utaratibu ambao moja ya chembe hutoa jozi moja ya elektroni, na chembe nyingine hutoa obiti iliyo wazi kwa jozi hii ya elektroni:

A: + B= A:B

Katika kesi hii, moja ya atomi hutoa jozi moja ya elektroni ( mfadhili), na atomi nyingine hutoa obiti iliyo wazi kwa jozi hiyo ( mpokeaji) Kutokana na malezi ya vifungo vyote viwili, nishati ya elektroni hupungua, i.e. hii ni ya manufaa kwa atomi.

Dhamana ya ushirikiano inayoundwa na utaratibu wa wafadhili-wakubali sio tofauti katika mali kutoka kwa vifungo vingine vya ushirikiano vinavyoundwa na utaratibu wa kubadilishana. Uundaji wa dhamana ya ushirikiano na utaratibu wa kukubali wa wafadhili ni wa kawaida kwa atomi ama na idadi kubwa ya elektroni katika ngazi ya nishati ya nje (wafadhili wa elektroni), au, kinyume chake, na idadi ndogo sana ya elektroni (wapokeaji wa elektroni). Uwezo wa valence wa atomi unajadiliwa kwa undani zaidi katika sehemu inayolingana.

Dhamana ya ushirikiano huundwa na utaratibu wa wafadhili-wakubali:

- katika molekuli kaboni monoksidi CO(kifungo katika molekuli ni mara tatu, vifungo 2 vinaundwa na utaratibu wa kubadilishana, moja kwa utaratibu wa wafadhili-kukubali): C≡O;

- V ioni ya amonia NH 4 +, katika ioni amini za kikaboni, kwa mfano, katika ioni ya methylammonium CH 3 -NH 2 +;

- V misombo tata, dhamana ya kemikali kati ya atomi kuu na vikundi vya ligand, kwa mfano, katika tetrahydroxoaluminate ya sodiamu Na dhamana kati ya alumini na ioni za hidroksidi;

- V asidi ya nitriki na chumvi zake- nitrati: HNO 3, NaNO 3, katika misombo mingine ya nitrojeni;

- katika molekuli ozoni O3.

Tabia za msingi za vifungo vya covalent

Vifungo vya mshikamano kawaida huunda kati ya atomi zisizo za metali. Tabia kuu za dhamana ya covalent ni urefu, nishati, wingi na mwelekeo.

Msururu wa dhamana ya kemikali

Msururu wa dhamana ya kemikali -Hii idadi ya jozi za elektroni zilizoshirikiwa kati ya atomi mbili kwenye kiwanja. Msururu wa dhamana unaweza kuamuliwa kwa urahisi kabisa kutoka kwa maadili ya atomi zinazounda molekuli.

Kwa mfano , katika molekuli ya hidrojeni H 2 wingi wa dhamana ni 1, kwa sababu Kila hidrojeni ina elektroni 1 tu ambayo haijaoanishwa katika kiwango chake cha nishati ya nje, kwa hivyo jozi moja ya elektroni iliyoshirikiwa huundwa.

Katika molekuli ya oksijeni ya O 2, wingi wa dhamana ni 2, kwa sababu Kila atomi katika kiwango cha nishati ya nje ina elektroni 2 ambazo hazijaoanishwa: O=O.

Katika molekuli ya nitrojeni N2, wingi wa dhamana ni 3, kwa sababu kati ya kila atomi kuna elektroni 3 ambazo hazijaoanishwa kwenye kiwango cha nishati ya nje, na atomi huunda jozi 3 za kawaida za elektroni N≡N.

Urefu wa dhamana ya covalent

Urefu wa dhamana ya kemikali ni umbali kati ya vituo vya viini vya atomi zinazounda dhamana. Imedhamiriwa na mbinu za majaribio za kimwili. Urefu wa dhamana unaweza kukadiriwa takriban kwa kutumia kanuni ya nyongeza, kulingana na ambayo urefu wa dhamana katika molekuli ya AB ni takriban sawa na nusu ya jumla ya urefu wa dhamana katika molekuli A 2 na B 2:

Urefu wa dhamana ya kemikali unaweza kukadiriwa takriban kwa radii ya atomiki kutengeneza dhamana, au kwa wingi wa mawasiliano, ikiwa radii ya atomi si tofauti sana.

Kadiri mionzi ya atomi zinazounda dhamana inavyoongezeka, urefu wa dhamana utaongezeka.

Kwa mfano

Kadiri wingi wa vifungo kati ya atomi unavyoongezeka (radidia ya atomiki ambayo haitofautiani au tofauti kidogo tu), urefu wa dhamana utapungua.

Kwa mfano . Katika mfululizo: C-C, C=C, C≡C, urefu wa dhamana hupungua.

Nishati ya mawasiliano

Kipimo cha nguvu ya dhamana ya kemikali ni nishati ya dhamana. Nishati ya mawasiliano kuamuliwa na nishati inayohitajika kuvunja dhamana na kuondoa atomi zinazounda dhamana hiyo kwa umbali mkubwa sana kutoka kwa kila mmoja.

dhamana covalent ni kudumu sana. Nishati yake inaanzia makumi kadhaa hadi mia kadhaa kJ/mol. Kadiri nishati ya dhamana inavyoongezeka, ndivyo nguvu ya dhamana inavyoongezeka, na kinyume chake.

Nguvu ya dhamana ya kemikali inategemea urefu wa dhamana, polarity ya dhamana, na wingi wa dhamana. Muda mrefu wa dhamana ya kemikali, ni rahisi zaidi kuvunja, na chini ya nishati ya dhamana, chini ya nguvu zake. Ufupi wa dhamana ya kemikali, ni nguvu zaidi, na nishati ya dhamana zaidi.

Kwa mfano, katika mfululizo wa misombo HF, HCl, HBr kutoka kushoto kwenda kulia, nguvu ya dhamana ya kemikali hupungua, kwa sababu Urefu wa uunganisho unaongezeka.

Dhamana ya kemikali ya Ionic

Dhamana ya Ionic ni dhamana ya kemikali kulingana na kivutio cha umeme cha ions.

Ioni huundwa katika mchakato wa kukubali au kutoa elektroni kwa atomi. Kwa mfano, atomi za metali zote hushikilia kwa nguvu elektroni kutoka kiwango cha nishati ya nje. Kwa hiyo, atomi za chuma zina sifa ya mali ya kurejesha- uwezo wa kutoa elektroni.

Mfano. Atomu ya sodiamu ina elektroni 1 katika kiwango cha nishati 3. Kwa kuiacha kwa urahisi, atomi ya sodiamu huunda Na + ion iliyo thabiti zaidi, ikiwa na usanidi wa elektroni wa neon Neon ya gesi bora. Ioni ya sodiamu ina protoni 11 na elektroni 10 pekee, kwa hivyo malipo ya jumla ya ioni ni -10+11 = +1:

+11Na) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 Na +) 2 ) 8

Mfano. Atomi ya klorini katika kiwango chake cha nishati ya nje ina elektroni 7. Ili kupata usanidi wa atomi ya argon ya ajizi thabiti, klorini inahitaji kupata elektroni 1. Baada ya kuongeza elektroni, ioni ya klorini imara huundwa, yenye elektroni. Gharama ya jumla ya ion ni -1:

+17Cl) 2 ) 8 ) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8

Kumbuka:

Sifa za ions ni tofauti na mali ya atomi!
Ions imara inaweza kuunda sio tu atomi, lakini pia vikundi vya atomi. Kwa mfano: ioni ya amonia NH 4 +, ioni ya sulfate SO 4 2-, nk Vifungo vya kemikali vinavyoundwa na ions vile pia huchukuliwa kuwa ionic;
Vifungo vya Ionic kawaida huundwa kati ya kila mmoja metali Na zisizo za metali(vikundi visivyo vya chuma);

Ions kusababisha huvutia kutokana na mvuto wa umeme: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

Wacha tufanye muhtasari wa kuona tofauti kati ya aina za vifungo vya covalent na ionic:

Uunganisho wa chuma ni muunganisho unaoundwa kwa kiasi elektroni za bure kati ioni za chuma, kutengeneza kimiani kioo.

Atomi za chuma kawaida ziko kwenye kiwango cha nishati ya nje elektroni moja hadi tatu. Radi ya atomi za chuma, kama sheria, ni kubwa - kwa hivyo, atomi za chuma, tofauti na zisizo za metali, hutoa elektroni zao za nje kwa urahisi kabisa, i.e. ni mawakala wa kupunguza nguvu.

Kwa kutoa elektroni, atomi za chuma hugeuka kuwa ioni zenye chaji . Elektroni zilizojitenga ni za bure wanasonga kati ya ioni za chuma zilizochajiwa vyema. Kati ya chembe hizi uhusiano hutokea, kwa sababu elektroni zilizoshirikiwa hushikilia cations za chuma zilizopangwa kwa tabaka pamoja , na hivyo kuunda nguvu kali kimiani ya kioo ya chuma . Katika kesi hii, elektroni zinaendelea kusonga kwa machafuko, i.e. Atomi mpya zisizo na upande na cations mpya huonekana kila wakati.

Mwingiliano kati ya molekuli

Kwa kando, inafaa kuzingatia mwingiliano unaotokea kati ya molekuli ya mtu binafsi katika dutu - mwingiliano kati ya molekuli . Mwingiliano kati ya molekuli ni aina ya mwingiliano kati ya atomi zisizo na upande ambapo hakuna vifungo vipya vya ushirikiano vinavyoonekana. Nguvu za mwingiliano kati ya molekuli ziligunduliwa na Van der Waals mnamo 1869, na jina lake baada yake. Vikosi vya Van dar Waals. Vikosi vya Van der Waals vimegawanywa katika mwelekeo, kuingizwa Na mtawanyiko . Nishati ya mwingiliano wa intermolecular ni kidogo sana kuliko nishati ya vifungo vya kemikali.

Nguvu za mwelekeo wa kivutio kutokea kati ya molekuli polar (maingiliano ya dipole-dipole). Nguvu hizi hutokea kati ya molekuli za polar. Maingiliano ya kufata neno ni mwingiliano kati ya molekuli ya polar na isiyo ya polar. Molekuli isiyo ya polar ni polarized kutokana na hatua ya polar, ambayo hutoa mvuto wa ziada wa umeme.

Aina maalum ya mwingiliano wa intermolecular ni vifungo vya hidrojeni. - hizi ni vifungo vya kemikali vya intermolecular (au intramolecular) vinavyotokea kati ya molekuli ambazo zina vifungo vya polar covalent sana - H-F, H-O au H-N. Ikiwa kuna vifungo vile katika molekuli, basi kati ya molekuli kutakuwa na nguvu za ziada za kuvutia .

Utaratibu wa elimu uunganishaji wa hidrojeni kwa kiasi fulani ni umeme na kipokezi cha wafadhili kwa kiasi. Katika kesi hii, wafadhili wa jozi ya elektroni ni atomi ya kipengele cha elektronegative (F, O, N), na kikubali ni atomi za hidrojeni zilizounganishwa na atomi hizi. Vifungo vya hidrojeni vina sifa ya kuzingatia katika nafasi na kueneza

Vifungo vya haidrojeni vinaweza kuonyeshwa kwa nukta: H ··· O. Kadiri elektronegativity ya atomi iliyounganishwa na hidrojeni inavyoongezeka, na kadiri ukubwa wake unavyopungua, ndivyo dhamana ya hidrojeni inavyokuwa na nguvu zaidi. Ni kawaida hasa kwa miunganisho florini na hidrojeni , pamoja na oksijeni na hidrojeni , kidogo nitrojeni na hidrojeni .

Vifungo vya hidrojeni hutokea kati ya vitu vifuatavyo:

— floridi hidrojeni HF(gesi, suluhisho la floridi hidrojeni katika maji - asidi hidrofloriki), maji H 2 O (mvuke, barafu, maji ya kioevu):

— suluhisho la amonia na amini za kikaboni- kati ya molekuli ya amonia na maji;

— misombo ya kikaboni ambayo O-H au N-H vifungo: alkoholi, asidi ya kaboksili, amini, amino asidi, phenoli, anilini na derivatives yake, protini, ufumbuzi wa wanga - monosaccharides na disaccharides.

Kuunganishwa kwa hidrojeni huathiri mali ya kimwili na kemikali ya vitu. Kwa hivyo, mvuto wa ziada kati ya molekuli hufanya iwe vigumu kwa dutu kuchemsha. Dutu zilizo na vifungo vya hidrojeni zinaonyesha ongezeko lisilo la kawaida la kiwango cha mchemko.

Kwa mfano Kama sheria, kwa kuongezeka kwa uzito wa Masi, ongezeko la kiwango cha kuchemsha cha vitu huzingatiwa. Walakini, katika idadi ya vitu H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te hatuzingatii mabadiliko ya mstari katika sehemu za kuchemsha.

Yaani, saa kiwango cha mchemko wa maji ni cha juu isivyo kawaida - si chini ya -61 o C, kama mstari wa moja kwa moja unavyotuonyesha, lakini mengi zaidi, +100 o C. Ukosefu huu unaelezewa na kuwepo kwa vifungo vya hidrojeni kati ya molekuli za maji. Kwa hiyo, chini ya hali ya kawaida (0-20 o C) maji ni kioevu kwa hali ya awamu.

Sio jukumu muhimu zaidi katika kiwango cha kemikali cha shirika la ulimwengu linachezwa na njia ya kuunganisha chembe za kimuundo na kuunganishwa kwa kila mmoja. Idadi kubwa ya vitu rahisi, ambavyo ni visivyo vya metali, vina aina ya dhamana isiyo na polar, isipokuwa metali katika hali yao safi, ambayo ina njia maalum ya kuunganisha, ambayo hupatikana kwa kugawana elektroni za bure kwenye kimiani ya fuwele.

Aina na mifano ambayo itaonyeshwa hapa chini, au kwa usahihi zaidi, ujanibishaji au uhamishaji wa sehemu ya vifungo hivi kwa mmoja wa washiriki wanaofunga hufafanuliwa kwa usahihi na sifa ya kielektroniki ya kipengele fulani. Uhamisho hutokea kuelekea atomi ambayo ina nguvu zaidi.

Dhamana ya Covalent nonpolar

"Mchanganyiko" wa kifungo cha ushirikiano wa nonpolar ni rahisi - atomi mbili za asili sawa huchanganya elektroni za shells zao za valence kwenye jozi ya pamoja. Jozi kama hiyo inaitwa kugawanywa kwa sababu ni ya washiriki wote wawili katika kufunga. Ni shukrani kwa ujamaa wa msongamano wa elektroni katika mfumo wa jozi ya elektroni kwamba atomi huhamia katika hali thabiti zaidi, kwani zinakamilisha kiwango chao cha elektroniki cha nje, na "octet" (au "doublet" katika kesi ya rahisi. dutu hidrojeni H 2, ina s-orbital moja, ambayo inahitaji elektroni mbili kukamilisha) ni hali ya ngazi ya nje ambayo atomi zote huelekea, kwani kujazwa kwake kunalingana na hali na nishati ndogo.

Kuna mfano wa dhamana isiyo ya polar covalent katika isokaboni na, bila kujali jinsi ya ajabu inaweza kuonekana, katika kemia ya kikaboni pia. Aina hii ya dhamana ni ya asili katika vitu vyote rahisi - visivyo vya metali, isipokuwa kwa gesi nzuri, kwani kiwango cha valence ya atomi ya gesi ya inert tayari imekamilika na ina octet ya elektroni, ambayo inamaanisha kuwa kuunganishwa na moja sawa haifanyi. maana yake na ina faida kidogo hata kidogo. Katika viumbe, nonpolarity hutokea katika molekuli ya mtu binafsi ya muundo fulani na ni masharti.

Covalent polar dhamana

Mfano wa dhamana isiyo ya polar covalent ni mdogo kwa molekuli chache za dutu rahisi, wakati misombo ya dipole, ambayo msongamano wa elektroni hubadilishwa kwa sehemu kuelekea kipengele cha elektroni zaidi, ni idadi kubwa zaidi. Mchanganyiko wowote wa atomi zilizo na maadili tofauti ya elektroni huzalisha dhamana ya polar. Hasa, vifungo katika viumbe ni vifungo vya polar covalent. Wakati mwingine ionic, oksidi za isokaboni pia ni polar, na katika chumvi na asidi aina ya ioniki ya kuunganisha hutawala.

Aina ya ionic ya misombo wakati mwingine inachukuliwa kuwa kesi kali ya kuunganisha polar. Ikiwa elektronegativity ya moja ya vipengele ni ya juu zaidi kuliko ile ya nyingine, jozi ya elektroni huhamishwa kabisa kutoka kituo cha dhamana hadi kwake. Hivi ndivyo mgawanyiko katika ions hutokea. Yule anayeondoa jozi ya elektroni hugeuka kuwa anion na hupokea malipo hasi, na yule anayepoteza elektroni hugeuka kuwa cation na kuwa chanya.

Mifano ya vitu isokaboni na aina covalent nonpolar ya dhamana

Dutu zilizo na dhamana isiyo ya kawaida ni, kwa mfano, molekuli zote za gesi ya binary: hidrojeni (H - H), oksijeni (O = O), nitrojeni (katika molekuli yake atomi 2 zimeunganishwa na dhamana tatu (N ≡ N)); vinywaji na yabisi: klorini (Cl - Cl), florini (F - F), bromini (Br - Br), iodini (I - I). Na pia vitu ngumu vinavyojumuisha atomi za vitu tofauti, lakini kwa thamani sawa ya elektroni, kwa mfano, hidridi ya fosforasi - PH 3.

Kikaboni na kisheria zisizo za polar

Ni wazi kwamba kila kitu ni ngumu. Swali linatokea: kunawezaje kuwa na dhamana isiyo ya polar katika dutu ngumu? Jibu ni rahisi sana ikiwa unafikiria juu yake kimantiki. Ikiwa maadili ya elektronegativity ya vitu vilivyounganishwa yanatofautiana kidogo na haifanyi kiwanja, dhamana kama hiyo inaweza kuzingatiwa kuwa sio ya polar. Hii ndio hali halisi ya kaboni na hidrojeni: vifungo vyote vya C - H katika suala la kikaboni huchukuliwa kuwa sio polar.

Mfano wa dhamana isiyo ya polar covalent ni molekuli rahisi zaidi ya methane Inajumuisha atomi moja ya kaboni, ambayo, kulingana na valence yake, inaunganishwa na vifungo moja kwa atomi nne za hidrojeni. Kwa kweli, molekuli sio dipole, kwani hakuna ujanibishaji wa malipo ndani yake, kwa kiasi fulani kutokana na muundo wake wa tetrahedral. Uzito wa elektroni husambazwa sawasawa.

Mfano wa dhamana isiyo ya polar covalent hutokea katika misombo ngumu zaidi ya kikaboni. Inagunduliwa kwa sababu ya athari za mesomeric, ambayo ni, uondoaji wa mlolongo wa wiani wa elektroni, ambayo huisha haraka kwenye mnyororo wa kaboni. Kwa hivyo, katika molekuli ya hexachloroethane, dhamana ya C - C sio ya kawaida kwa sababu ya uondoaji sare wa msongamano wa elektroni na atomi sita za klorini.

Aina zingine za viunganisho

Mbali na vifungo vya covalent, ambayo, kwa njia, inaweza pia kutokea kwa njia ya utaratibu wa wafadhili wa kukubali, kuna vifungo vya ionic, metali na hidrojeni. Tabia fupi za mbili zilizotangulia zimewasilishwa hapo juu.

Kifungo cha hidrojeni ni mwingiliano wa kielektroniki wa kielektroniki unaozingatiwa ikiwa molekuli ina atomi ya hidrojeni na atomi nyingine yoyote ambayo ina jozi za elektroni pekee. Aina hii ya kuunganisha ni dhaifu sana kuliko wengine, lakini kutokana na ukweli kwamba mengi ya vifungo hivi vinaweza kuundwa katika dutu hii, inatoa mchango mkubwa kwa mali ya kiwanja.

Ambapo moja ya atomu ilitoa elektroni na kuwa cation, na atomu nyingine ikakubali elektroni na kuwa anion.

Tabia ya tabia ya dhamana ya ushirikiano - mwelekeo, kueneza, polarity, polarizability - kuamua mali ya kemikali na kimwili ya misombo.

Mwelekeo wa uunganisho umewekwa na muundo wa molekuli ya dutu na sura ya kijiometri ya molekuli yake. Pembe kati ya vifungo viwili huitwa pembe za dhamana.

Kueneza ni uwezo wa atomi kuunda idadi ndogo ya vifungo vya ushirika. Idadi ya vifungo vinavyoundwa na atomi imepunguzwa na idadi ya obiti zake za nje za atomiki.

Polarity ya dhamana ni kwa sababu ya usambazaji usio sawa wa wiani wa elektroni kwa sababu ya tofauti katika uwezo wa elektroni wa atomi. Kwa msingi huu, vifungo vya covalent vimegawanywa katika zisizo za polar na polar (zisizo za polar - molekuli ya diatomiki ina atomi zinazofanana (H 2, Cl 2, N 2) na mawingu ya elektroni ya kila atomi husambazwa kwa ulinganifu kuhusiana na atomi hizi. ; polar - molekuli ya diatomiki ina atomi za vipengele tofauti vya kemikali , na wingu la elektroni la jumla hubadilika kuelekea moja ya atomi, na hivyo kutengeneza asymmetry katika usambazaji wa malipo ya umeme katika molekuli, kuzalisha wakati wa dipole wa molekuli).

Polarizability ya dhamana inaonyeshwa katika uhamishaji wa elektroni za dhamana chini ya ushawishi wa uwanja wa nje wa umeme, pamoja na ule wa chembe nyingine inayojibu. Polarizability imedhamiriwa na uhamaji wa elektroni. Polarity na polarizability ya vifungo covalent huamua reactivity ya molekuli kuelekea vitendanishi polar.

Hata hivyo, mshindi wa Tuzo ya Nobel mara mbili L. Pauling alisema kwamba “katika molekuli fulani kuna vifungo shirikishi vinavyotokana na elektroni moja au tatu badala ya jozi ya kawaida.” Dhamana ya kemikali ya elektroni moja hupatikana katika ioni ya hidrojeni ya molekuli H 2 +.

Ioni ya hidrojeni ya molekuli H2+ ina protoni mbili na elektroni moja. Elektroni moja ya mfumo wa molekuli hulipa fidia kwa msukumo wa kielektroniki wa protoni mbili na huwashikilia kwa umbali wa 1.06 Å (urefu wa dhamana ya kemikali ya H 2 +). Kitovu cha msongamano wa elektroni wa wingu la elektroni la mfumo wa molekuli ni sawa kutoka kwa protoni zote mbili kwenye eneo la Bohr α 0 =0.53 A na ni kitovu cha ulinganifu wa ioni ya hidrojeni ya molekuli H 2 + .

Encyclopedic YouTube

1 / 5

Kifungo cha ushirikiano huundwa na jozi ya elektroni zinazoshirikiwa kati ya atomi mbili, na elektroni hizi lazima zichukue obiti mbili thabiti, moja kutoka kwa kila atomi.

A + + B → A: B

Kama matokeo ya ujamaa, elektroni huunda kiwango cha nishati iliyojaa. Dhamana huundwa ikiwa nishati yao yote katika ngazi hii ni chini ya hali ya awali (na tofauti katika nishati haitakuwa kitu zaidi kuliko nishati ya dhamana).

Kulingana na nadharia ya obiti za Masi, mwingiliano wa obiti mbili za atomiki husababisha, kwa hali rahisi, kuunda obiti mbili za Masi (MO): kuunganisha kwa MO Na anti-binding (kulegeza) MO. Elektroni zilizoshirikiwa ziko kwenye MO inayounganisha nishati ya chini.

Uundaji wa dhamana wakati wa kuunganishwa tena kwa atomi

Hata hivyo, utaratibu wa mwingiliano wa interatomic ulibakia haijulikani kwa muda mrefu. Tu mwaka wa 1930 F. London ilianzisha dhana ya kivutio cha utawanyiko - mwingiliano kati ya dipoles ya papo hapo na induced (induced). Hivi sasa, nguvu za kuvutia zinazosababishwa na mwingiliano kati ya dipole za umeme zinazobadilika za atomi na molekuli zinaitwa "majeshi ya London".

Nishati ya mwingiliano kama huo inalingana moja kwa moja na mraba wa polarizability ya kielektroniki α na inawiana kinyume na umbali kati ya atomi mbili au molekuli hadi nguvu ya sita.

Uundaji wa dhamana kwa utaratibu wa kukubali wafadhili

Kwa kuongezea utaratibu wa homogeneous wa uundaji wa dhamana ya ushirikiano iliyoainishwa katika sehemu iliyotangulia, kuna utaratibu tofauti - mwingiliano wa ioni zilizochajiwa kinyume - protoni H + na ioni hasi ya hidrojeni H -, inayoitwa ioni ya hidridi:

H + + H - → H 2

Ioni zinapokaribia, wingu la elektroni mbili (jozi ya elektroni) ya ioni ya hidridi huvutiwa na protoni na hatimaye inakuwa ya kawaida kwa nuclei zote mbili za hidrojeni, yaani, inageuka kuwa jozi ya elektroni inayounganisha. Chembe ambayo hutoa jozi ya elektroni inaitwa wafadhili, na chembe inayokubali jozi hii ya elektroni inaitwa kipokeaji. Utaratibu huu wa uundaji wa dhamana ya ushirikiano unaitwa mpokeaji wa wafadhili.

H + + H 2 O → H 3 O +

Protoni hushambulia jozi ya elektroni pekee ya molekuli ya maji na kuunda muunganisho thabiti ulio katika miyeyusho yenye maji ya asidi.

Vile vile, protoni huongezwa kwa molekuli ya amonia ili kuunda muunganisho changamano wa amonia:

NH 3 + H + → NH 4 +

Kwa njia hii (kulingana na utaratibu wa wafadhili-kukubali wa malezi ya dhamana ya covalent) darasa kubwa la misombo ya onium hupatikana, ambayo ni pamoja na ammoniamu, oxonium, fosforasi, sulfonium na misombo mingine.

Molekuli ya hidrojeni inaweza kufanya kama mtoaji wa jozi ya elektroni, ambayo, inapogusana na protoni, husababisha malezi ya ioni ya hidrojeni ya molekuli H 3 +:

H 2 + H + → H 3 +

Jozi ya elektroni inayounganisha ya ioni ya hidrojeni ya molekuli H 3 + ni mali ya protoni tatu kwa wakati mmoja.

Aina za dhamana ya covalent

Kuna aina tatu za vifungo vya kemikali vya ushirikiano, tofauti katika utaratibu wa malezi:

1. Rahisi covalent dhamana. Kwa malezi yake, kila atomi hutoa elektroni moja isiyo na paired. Wakati dhamana rahisi ya covalent inapoundwa, mashtaka rasmi ya atomi hubakia bila kubadilika.

Ikiwa atomi zinazounda kifungo rahisi cha ushirikiano ni sawa, basi malipo ya kweli ya atomi katika molekuli pia ni sawa, kwa kuwa atomi zinazounda kifungo humiliki kwa usawa jozi ya elektroni iliyoshirikiwa. Uunganisho huu unaitwa dhamana isiyo ya polar covalent. Dutu rahisi zina uhusiano kama huo, kwa mfano: 2, 2, 2. Lakini sio tu zisizo za metali za aina hiyo hiyo zinaweza kuunda dhamana ya covalent nonpolar. Vipengele visivyo vya metali ambavyo elektronegativity ni ya umuhimu sawa vinaweza pia kuunda dhamana ya covalent nonpolar, kwa mfano, katika molekuli ya PH 3 dhamana ni covalent nonpolar, kwani EO ya hidrojeni ni sawa na EO ya fosforasi.

Ikiwa atomi ni tofauti, basi kiwango cha umiliki wa jozi ya elektroni imedhamiriwa na tofauti ya elektronegativity ya atomi. Atomi iliyo na uwezo mkubwa wa elektroni huvutia jozi ya elektroni zinazounganisha kwa nguvu zaidi kuelekea yenyewe, na chaji yake ya kweli inakuwa hasi. Atomi iliyo na uwezo mdogo wa elektroni hupata, ipasavyo, malipo chanya ya ukubwa sawa. Ikiwa kiwanja kinaundwa kati ya mbili tofauti zisizo za metali, basi kiwanja hicho kinaitwa dhamana ya polar ya ushirikiano.

Katika molekuli ya ethilini C 2 H 4 kuna dhamana mbili CH 2 = CH 2, fomula yake ya elektroniki: H: C::C:H. Viini vya atomi zote za ethylene ziko kwenye ndege moja. Mawingu matatu ya elektroni ya kila atomi ya kaboni huunda vifungo vitatu vya ushirikiano na atomi zingine katika ndege sawa (yenye pembe kati yao ya takriban 120 °). Wingu la elektroni ya nne ya valence ya atomi ya kaboni iko juu na chini ya ndege ya molekuli. Mawingu kama hayo ya elektroni ya atomi zote za kaboni, yakipishana kwa sehemu juu na chini ya ndege ya molekuli, huunda kifungo cha pili kati ya atomi za kaboni. Kifungo cha kwanza, chenye nguvu zaidi cha ushirikiano kati ya atomi za kaboni huitwa dhamana ya σ; pili, kifungo dhaifu cha ushirikiano kinaitwa π (\mtindo wa kuonyesha \pi)- mawasiliano.

Katika molekuli ya asetilini ya mstari

N-S≡S-N (N: S::: S: N)

kuna vifungo σ kati ya atomi za kaboni na hidrojeni, kifungo kimoja kati ya atomi mbili za kaboni na mbili. π (\mtindo wa kuonyesha \pi)- vifungo kati ya atomi za kaboni sawa. Mbili π (\mtindo wa kuonyesha \pi)- vifungo ziko juu ya nyanja ya hatua ya σ-bond katika ndege mbili za pande zote za perpendicular.

Atomi zote sita za kaboni za molekuli ya benzini ya mzunguko C 6 H 6 ziko kwenye ndege moja. Kuna vifungo σ kati ya atomi za kaboni kwenye ndege ya pete; Kila atomi ya kaboni ina vifungo sawa na atomi za hidrojeni. Atomi za kaboni hutumia elektroni tatu kutengeneza vifungo hivi. Mawingu ya elektroni za nne za valence za atomi za kaboni, zenye umbo la takwimu za nane, ziko sawa na ndege ya molekuli ya benzini. Kila wingu kama hilo huingiliana kwa usawa na mawingu ya elektroni ya atomi za kaboni jirani. Katika molekuli ya benzini, sio tatu tofauti π (\mtindo wa kuonyesha \pi)- miunganisho, lakini moja π (\displaystyle \pi) dielectrics au halvledare. Mifano ya kawaida ya fuwele za atomiki (atomi ambazo zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa vifungo vya ushirikiano (atomiki)

Ufafanuzi

Kifungo cha ushirikiano ni dhamana ya kemikali inayoundwa na atomi zinazoshiriki elektroni zao za valence. Sharti la uundaji wa dhamana ya ushirikiano ni mwingiliano wa obiti za atomiki (AO) ambamo elektroni za valence ziko. Katika kesi rahisi zaidi, kuingiliana kwa AO mbili husababisha kuundwa kwa orbital mbili za molekuli (MO): MO ya kuunganisha na antibonding (antibonding) MO. Elektroni zilizoshirikiwa ziko kwenye MO inayounganisha nishati ya chini:

Mawasiliano ya Elimu

Kifungo cha atomiki (kifungo cha atomiki, dhamana ya homeopolar) - dhamana kati ya atomi mbili kwa sababu ya kugawana elektroni za elektroni mbili - moja kutoka kwa kila atomi:

A. + B. -> A: B

Kwa sababu hii, uhusiano wa homeopolar ni mwelekeo. Jozi ya elektroni zinazotekeleza dhamana ni mali ya atomi zote mbili zilizounganishwa kwa wakati mmoja, kwa mfano:

	..		..				..
:	Cl	:	Cl	:	H	:	O	:	H
	..		..				..

Aina za dhamana ya covalent

Kuna aina tatu za vifungo vya kemikali vya ushirikiano, tofauti katika utaratibu wa malezi yao:

1. Rahisi covalent dhamana. Kwa malezi yake, kila atomi hutoa elektroni moja isiyo na paired. Wakati dhamana rahisi ya covalent inapoundwa, mashtaka rasmi ya atomi hubakia bila kubadilika. Ikiwa atomi zinazounda dhamana rahisi ya ushirikiano ni sawa, basi malipo ya kweli ya atomi katika molekuli pia ni sawa, kwa kuwa atomi zinazounda dhamana zinamiliki kwa usawa jozi ya elektroni iliyoshirikiwa, dhamana hiyo inaitwa covalent isiyo ya polar. dhamana. Ikiwa atomi ni tofauti, basi kiwango cha umiliki wa jozi ya elektroni iliyoshirikiwa imedhamiriwa na tofauti katika elektronegativity ya atomi, atomi iliyo na elektroni ya juu ina jozi ya elektroni zinazounganisha kwa kiwango kikubwa, na kwa hivyo ni kweli. malipo ina ishara hasi, atomi iliyo na umeme wa chini hupata malipo sawa, lakini kwa ishara nzuri.

Sigma (σ)-, pi (π)-vifungo ni maelezo ya takriban ya aina za vifungo vya ushirikiano katika molekuli za misombo ya kikaboni ni sifa ya ukweli kwamba msongamano wa wingu la elektroni ni upeo kando ya mhimili unaounganisha; viini vya atomi. Wakati dhamana ya π inapoundwa, kinachojulikana kuingiliana kwa upande wa mawingu ya elektroni hutokea, na msongamano wa wingu wa elektroni ni upeo "juu" na "chini" ya ndege ya dhamana ya σ. Kwa mfano, chukua ethylene, asetilini na benzene.

Katika molekuli ya ethilini C 2 H 4 kuna dhamana mbili CH 2 = CH 2, fomula yake ya elektroniki: H: C::C:H. Viini vya atomi zote za ethylene ziko kwenye ndege moja. Mawingu matatu ya elektroni ya kila atomi ya kaboni huunda vifungo vitatu vya ushirikiano na atomi zingine katika ndege sawa (yenye pembe kati yao ya takriban 120 °). Wingu la elektroni ya nne ya valence ya atomi ya kaboni iko juu na chini ya ndege ya molekuli. Mawingu kama hayo ya elektroni ya atomi zote za kaboni, yakipishana kwa sehemu juu na chini ya ndege ya molekuli, huunda kifungo cha pili kati ya atomi za kaboni. Kifungo cha kwanza, chenye nguvu zaidi cha ushirikiano kati ya atomi za kaboni huitwa dhamana ya σ; kifungo cha pili, kisicho na nguvu zaidi cha ushirikiano kinaitwa dhamana ya π.

Katika molekuli ya asetilini ya mstari

N-S≡S-N (N: S::: S: N)

kuna vifungo σ kati ya atomi za kaboni na hidrojeni, kifungo kimoja σ kati ya atomi mbili za kaboni, na vifungo viwili vya π kati ya atomi sawa za kaboni. Vifungo viwili vya π viko juu ya nyanja ya utendakazi ya σ-bondi katika ndege mbili zenye mwelekeo wa pande zote.

Atomi zote sita za kaboni za molekuli ya benzini ya mzunguko C 6 H 6 ziko kwenye ndege moja. Kuna vifungo σ kati ya atomi za kaboni kwenye ndege ya pete; Kila atomi ya kaboni ina vifungo sawa na atomi za hidrojeni. Atomi za kaboni hutumia elektroni tatu kutengeneza vifungo hivi. Mawingu ya elektroni za nne za valence za atomi za kaboni, zenye umbo la takwimu za nane, ziko sawa na ndege ya molekuli ya benzini. Kila wingu kama hilo huingiliana kwa usawa na mawingu ya elektroni ya atomi za kaboni jirani. Katika molekuli ya benzini, sio vifungo vitatu tofauti vya π huundwa, lakini mfumo mmoja wa elektroni π wa elektroni sita, kawaida kwa atomi zote za kaboni. Vifungo kati ya atomi za kaboni kwenye molekuli ya benzini ni sawa kabisa.

Kifungo cha ushirika huundwa kama matokeo ya kugawana elektroni (kuunda jozi za elektroni za kawaida), ambayo hufanyika wakati wa mwingiliano wa mawingu ya elektroni. Uundaji wa dhamana ya covalent inahusisha mawingu ya elektroni ya atomi mbili. Kuna aina mbili kuu za vifungo vya covalent:

Kifungo shirikishi cha nonpolar huundwa kati ya atomi zisizo za metali za kipengele sawa cha kemikali. Dutu rahisi, kwa mfano O 2, zina uhusiano huo; N 2; C 12.
Mshikamano wa polar covalent huundwa kati ya atomi za nonmetali tofauti.

Angalia pia

Fasihi

"Kemikali Encyclopedic Dictionary", M., "Soviet Encyclopedia", 1983, p.264.

Kemia ya kikaboni

Orodha ya misombo ya kikaboni

Kemia ya muundo
Dhamana ya kemikali:	Kunukia \| Kifungo cha Covalent\| Dhamana ya Ionic \| Uunganisho wa chuma \| Dhamana ya haidrojeni \| Dhamana ya wafadhili-mkubali \| Tautomerism
Maonyesho ya muundo:	Kikundi cha kazi \| Fomula ya muundo \| Fomula ya kemikali \| Ligand
Tabia za elektroniki:	Umeme \| Uhusiano wa elektroni \| Nishati ya ionization \| Pole \| Sheria ya Octet
Stereochemistry:	Atomu isiyolingana \| Isoma \| Usanidi \| Uungwana \| Muundo

Wikimedia Foundation. 2010.

Encyclopedia kubwa ya Polytechnic

UFUNGWA WA KIKEMIKALI, utaratibu ambao atomi huungana na kuunda molekuli. Kuna aina kadhaa za vifungo kama hivyo, kulingana na mvuto wa malipo tofauti, au juu ya uundaji wa usanidi thabiti kupitia ubadilishanaji wa elektroni .... Kamusi ya ensaiklopidia ya kisayansi na kiufundi

Dhamana ya kemikali- CHEMICAL BOND, mwingiliano wa atomi, na kusababisha mchanganyiko wao katika molekuli na fuwele. Nguvu zinazofanya wakati wa kuunda dhamana ya kemikali ni hasa umeme katika asili. Uundaji wa dhamana ya kemikali huambatana na urekebishaji ... ... Kamusi ya Encyclopedic Illustrated

Mvuto wa pande zote wa atomi, unaosababisha kuundwa kwa molekuli na fuwele. Ni desturi kusema kwamba katika molekuli au katika kioo kuna miundo ya kemikali kati ya atomi za jirani. Valence ya atomi (ambayo imejadiliwa kwa undani zaidi hapa chini) inaonyesha idadi ya vifungo... Encyclopedia kubwa ya Soviet

dhamana ya kemikali- kivutio cha pamoja cha atomi, na kusababisha malezi ya molekuli na fuwele. Valence ya atomi inaonyesha idadi ya vifungo vinavyoundwa na atomi fulani na jirani. Neno "muundo wa kemikali" lilianzishwa na Msomi A. M. Butlerov katika ... ... Kamusi ya Encyclopedic ya Metallurgy

Kifungo cha ioni ni kifungo chenye nguvu cha kemikali kinachoundwa kati ya atomi zilizo na tofauti kubwa katika uwezo wa elektroni, ambapo jozi ya elektroni iliyoshirikiwa huhamishwa kabisa hadi kwa atomi iliyo na uwezo wa juu wa elektroni. Mfano ni kiwanja CsF... Wikipedia

Kuunganishwa kwa kemikali ni jambo la mwingiliano wa atomi unaosababishwa na mwingiliano wa mawingu ya elektroni ya chembe za kuunganisha, ambayo inaambatana na kupungua kwa jumla ya nishati ya mfumo. Neno "muundo wa kemikali" lilianzishwa kwanza na A. M. Butlerov mwaka wa 1861 ... ... Wikipedia

Mchele. 2.1. Uundaji wa molekuli kutoka kwa atomi unaambatana na ugawaji upya wa elektroni za orbitals za valence na inaongoza kwa kupata nishati, kwani nishati ya molekuli inageuka kuwa chini ya nishati ya atomi zisizoingiliana. Kielelezo kinaonyesha mchoro wa uundaji wa dhamana ya kemikali isiyo ya polar kati ya atomi za hidrojeni.

§2 Dhamana ya kemikali

Katika hali ya kawaida, hali ya Masi ni imara zaidi kuliko hali ya atomiki (Mchoro 2.1). Uundaji wa molekuli kutoka kwa atomi unaambatana na ugawaji upya wa elektroni katika obiti za valence na husababisha faida ya nishati, kwani nishati ya molekuli ni chini ya nishati ya atomi zisizoingiliana.(Kiambatisho 3). Nguvu zinazoshikilia atomi katika molekuli zinaitwa kwa pamoja dhamana ya kemikali.

Dhamana ya kemikali kati ya atomi hufanywa na elektroni za valence na asili yake ni ya umeme . Kuna aina nne kuu za vifungo vya kemikali: covalent,ionic,chuma Na hidrojeni.

1 dhamana ya Covalent

Dhamana ya kemikali inayotekelezwa na jozi za elektroni inaitwa atomiki au covalent . Michanganyiko yenye vifungo vya ushirikiano huitwa atomiki au covalent .

Wakati dhamana ya ushirikiano hutokea, kuingiliana kwa mawingu ya elektroni ya atomi zinazoingiliana hutokea, ikifuatana na kutolewa kwa nishati (Mchoro 2.1). Katika kesi hii, wingu na wiani ulioongezeka wa malipo hasi huonekana kati ya nuclei ya atomiki yenye chaji chanya. Kwa sababu ya hatua ya nguvu za mvuto za Coulomb kati ya chaji tofauti, ongezeko la msongamano wa chaji hasi hupendelea kuunganishwa kwa viini.

Kifungo cha ushirikiano huundwa na elektroni ambazo hazijaoanishwa kwenye maganda ya nje ya atomi . Katika kesi hii, elektroni zilizo na spins tofauti huunda jozi ya elektroni(Mchoro 2.2), kawaida kwa atomi zinazoingiliana. Ikiwa dhamana moja ya ushirikiano (jozi moja ya kawaida ya elektroni) imetokea kati ya atomi, basi inaitwa moja, mbili, mbili, nk.

Nishati ni kipimo cha nguvu ya dhamana ya kemikali. E sv iliyotumika kuvunja dhamana (kupata nishati wakati wa kuunda kiwanja kutoka kwa atomi za kibinafsi). Nishati hii kawaida hupimwa kwa mole 1. vitu na huonyeshwa kwa kilojuli kwa mole (kJ∙mol -1). Nishati ya dhamana moja ya ushirikiano iko katika anuwai ya 200-2000 kJmol -1.

Mchele. 2.2. Covalent bond ni aina ya kawaida ya dhamana ya kemikali ambayo hutokea kwa sababu ya kugawana jozi ya elektroni kupitia utaratibu wa kubadilishana. (A), wakati kila moja ya atomi zinazoingiliana hutoa elektroni moja, au kupitia utaratibu wa kukubali wafadhili (b), wakati jozi ya elektroni inapohamishwa kwa matumizi ya kawaida na atomi moja (wafadhili) hadi atomi nyingine (kipokezi).

dhamana covalent ina mali kueneza na kuzingatia . Kueneza kwa dhamana ya ushirikiano inaeleweka kama uwezo wa atomi kuunda idadi ndogo ya vifungo na majirani zao, kuamuliwa na idadi ya elektroni zao za valence ambazo hazijaoanishwa. Mwelekeo wa kifungo cha ushirikiano huonyesha ukweli kwamba nguvu zinazoshikilia atomi karibu na kila mmoja zinaelekezwa kwenye mstari wa moja kwa moja unaounganisha nuclei ya atomiki. Mbali na hilo, dhamana covalent inaweza kuwa polar au yasiyo ya polar .

Lini zisizo za polar Katika kifungo shirikishi, wingu la elektroni linaloundwa na jozi ya kawaida ya elektroni husambazwa katika nafasi kwa ulinganifu kuhusiana na viini vya atomi zote mbili. Kifungo cha ushirika kisicho na polar huundwa kati ya atomi za vitu rahisi, kwa mfano, kati ya atomi zinazofanana za gesi zinazounda molekuli za diatomiki (O 2, H 2, N 2, Cl 2, nk).

Lini polar Katika kifungo cha ushirikiano, wingu la elektroni la kifungo huhamishwa kuelekea moja ya atomi. Uundaji wa vifungo vya polar covalent kati ya atomi ni tabia ya dutu ngumu. Mfano ni molekuli za misombo tete ya isokaboni: HCl, H 2 O, NH 3, nk.

Kiwango cha uhamishaji wa wingu jumla ya elektroni kuelekea moja ya atomi wakati wa kuunda dhamana shirikishi. (shahada ya polarity ya dhamana ) imedhamiriwa hasa na malipo ya viini vya atomiki na radius ya atomi zinazoingiliana .

Chaji kubwa ya kiini cha atomiki, ndivyo inavyovutia zaidi wingu la elektroni. Wakati huo huo, ukubwa wa radius ya atomi, dhaifu elektroni za nje zinashikiliwa karibu na kiini cha atomiki. Athari ya pamoja ya mambo haya mawili inaonyeshwa katika uwezo tofauti wa atomi tofauti "kuvuta" wingu la vifungo vya ushirikiano kuelekea wenyewe.

Uwezo wa atomi katika molekuli kuvutia elektroni yenyewe inaitwa electronegativity. . Kwa hivyo, elektronegativity ni sifa ya uwezo wa atomi kugawanya dhamana ya ushirikiano: kadiri uwezo wa elektroni wa atomi ulivyo, ndivyo wingu la elektroni la dhamana ya ushirikiano inavyosogezwa kwa nguvu zaidi. .

Mbinu kadhaa zimependekezwa ili kukadiria uwezo wa kielektroniki. Katika kesi hii, maana ya wazi ya kimwili ina njia iliyopendekezwa na mwanakemia wa Marekani Robert S. Mulliken, ambaye aliamua electronegativity.  ya atomi kama nusu ya jumla ya nishati yake E e mshikamano wa elektroni na nishati E i ionization ya atomi:

. (2.1)

Nishati ya ionization Atomu ni nishati ambayo lazima itumike "kung'oa" elektroni kutoka kwayo na kuiondoa kwa umbali usio na kikomo. Nishati ya ionization hubainishwa na upigaji picha wa atomi au kwa kurusha atomi kwa elektroni zinazoharakishwa katika uwanja wa umeme. Thamani ndogo kabisa ya nishati ya fotoni au elektroni ambayo inatosha kuanisha atomi inaitwa nishati ya ionization. E i. Nishati hii kawaida huonyeshwa katika volt za elektroni (eV): 1 eV = 1.610 -19 J.

Atomi ziko tayari kutoa elektroni za nje metali, ambayo ina idadi ndogo ya elektroni zisizounganishwa (1, 2 au 3) kwenye shell ya nje. Atomi hizi zina nishati ya chini ya ionization. Kwa hivyo, ukubwa wa nishati ya ionization inaweza kutumika kama kipimo cha "chuma" kikubwa au kidogo cha kipengele: chini ya nishati ya ionization, inayojulikana zaidi. chumamali kipengele.

Katika kikundi hicho hicho cha mfumo wa mara kwa mara wa vitu vya D.I. , kwa hiyo, kwa kudhoofika kwa dhamana ya elektroni za nje na msingi. Kwa vipengele vya kipindi hicho, nishati ya ionization huongezeka kwa kuongezeka kwa idadi ya atomiki. Hii ni kutokana na kupungua kwa radius ya atomiki na ongezeko la malipo ya nyuklia.

Nishati E e, ambayo hutolewa wakati elektroni inaongezwa kwa atomi ya bure, inaitwa mshikamano wa elektroni(pia imeonyeshwa katika eV). Kutolewa (badala ya kufyonzwa) kwa nishati wakati elektroni iliyochajiwa inaposhikamana na atomi zisizo na upande wowote kunafafanuliwa na ukweli kwamba atomi zilizo imara zaidi katika asili ni zile zilizo na makombora ya nje yaliyojaa. Kwa hivyo, kwa zile atomi ambazo makombora haya "hayajajazwa kidogo" (yaani, elektroni 1, 2 au 3 hazipo kabla ya kujazwa), ni vyema kushikilia elektroni kwao wenyewe, na kugeuka kuwa ioni zenye chaji hasi 1. Atomi kama hizo ni pamoja na, kwa mfano, atomi za halojeni (Jedwali 2.1) - vitu vya kikundi cha saba (kikundi kikuu) cha mfumo wa upimaji wa D.I. Mshikamano wa elektroni wa atomi za chuma kawaida ni sifuri au hasi, i.e. Haifai kwao kuambatanisha elektroni za ziada zinahitajika ili kuziweka ndani ya atomi. Mshikamano wa elektroni wa atomi zisizo za metali daima ni chanya na kubwa zaidi, karibu na isiyo ya metali iko kwenye gesi adhimu (inert) kwenye jedwali la upimaji. Hii inaonyesha kuongezeka mali zisizo za chuma tunapokaribia mwisho wa kipindi.

Kutoka kwa yote ambayo yamesemwa, ni wazi kwamba elektronegativity (2.1) ya atomi huongezeka kwa mwelekeo kutoka kushoto kwenda kulia kwa vipengele vya kila kipindi na hupungua kwa mwelekeo kutoka juu hadi chini kwa vipengele vya kundi moja la mara kwa mara la Mendeleev. mfumo. Si vigumu, hata hivyo, kuelewa kwamba kuashiria kiwango cha polarity ya kifungo cha ushirikiano kati ya atomi, sio thamani kamili ya elektronegativity ambayo ni muhimu, lakini uwiano wa electronegativities ya atomi zinazounda dhamana. Ndiyo maana kwa vitendo hutumia viwango vya usawa vya umeme(Jedwali 2.1), ikichukua uwezo wa kielektroniki wa lithiamu kama umoja.

Ili kuashiria polarity ya dhamana ya kemikali ya ushirikiano, tofauti katika uwiano wa elektroni wa atomi hutumiwa.. Kwa kawaida, muunganiko kati ya atomi A na B huchukuliwa kuwa wa ushirikiano ikiwa |  A – B|0.5.