Виды и характеристики химической связи.
Химическая связь - это совокупность сил электростатического притяжения и отталкивания, создающее динамически устойчивую систему из двух и более атомов. Основной принцип образования молекул из атомов – это стремление к минимальной энергии и к максимальной устойчивости (пример: H(г)+H(г)=H2(г) + 435 кДж/моль энергии).
Виды химической связи:
Ковалентная связь – связь атомов за счет обществления электронной пары с антипараллельными спинами. Ковалентная неполярная связь возникает между неметаллами, разность электроотрицательности между которыми невелика: 0<D Э.О.<0,4 (пример: PH3; Э.О.(P)=2,1; Э.О.(H)=2,2; D Э.О.=0,1). Соответственно ковалентная полярная связь возникает между элементами с большой электроотрицательностью: 0,4<D Э.О.<2 (пример: HCl Э.О.(H)=2,2; Э.О.(Cl)=3,1; D Э.О.=0,9).
Ионная связь – это связь между ионами, т.е связь между атомами. Обусловлена электростатическим взаимодействием противоположно заряженных ионов. Рассматривается как отдельный случай ковалентной полярной связи. Для ионной связи D Э.О.>2 (пример: NaCl Э.О.(Na)=0,9; Э.О.(Cl)=3,1; D Э.О.=2,2).
Водородная связь – связь, обусловленная положительно поляризованным водородом в молекуле и электроотрицательным атомом другой или той же молекулы.
Металлическая связь – связь, обусловленная электростатическим взаимодействием между обобществленными делокализованными валентными электронами и положительно заряженными катионами в узлах кристаллической решетки.
Основные характеристики ковалентной связи:
Энергия химической связи (Exc) – определяет прочность связи. Данная энергия необходима для превращения одного моля газообразного (молекулярного) вещества в отдельные газообразные атомы. Энергия ковалентной связи имеет порядок 10-1000 кДж/моль.
Длина химической связи (Lxc) – расстояние между ядрами химически связанных атомов. Чем короче длина химической связи, тем связь прочнее. Длина химической связи имеет порядок 0,1-0,3 нм.
Полярность химической связи – неравномерное распределение электронной плотности между атомами в молекуле из-за разной электроотрицательности. В неполярных молекулах центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают. Полярные молекулы являются диполями.
Поляризуемость – способность электронной плотности становится полярной в результате действия на молекулу внешнего электрического поля – в частности поля других молекул, вступающих в реакцию.
Направленность – определенное направление химической связи, которое возникает в результате перекрывания электронных облаков. Направленность определяется строением молекулы.
-
Содержание
- Предмет химии. Значение химии в изучении природы и развитии техники. Роль химии для металлургии.
- Важнейшие классы неорганических соединений: оксиды, кислоты, основания, соли. Классификация, номенклатура, получение, свойства.
- Квантово-механические представления об электронной структуре атомов.
- Периодический закон и периодическая система д.И. Менделеева в свете учения о строении атома.
- Зависимость свойств элементов и их соединений от строения атома.
- Виды и характеристики химической связи.
- Ковалентная связь, способы образования ковалентной связи. Метод валентных связей.
- Пространственная структура молекулярного явления гибридизации.
- Аморфное и кристаллическое состояние твердых тел. Строение твердого тела. Классификация кристаллов по характеру химической связи.
- Энергетика химических процессов. Внутренняя энергия и энтальпия.
- Энтропия, ее изменение при химических реакциях.
- Энергия Гиббса и направленность химических процессов.
- Скорость гомогенных, гетерогенных химических реакций. Закон действия масс.
- Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
- Каталитические системы и катализаторы. Механизмы гомогенного и гетерогенного катализа.
- Химическое равновесие. Константа химического равновесия и ее связь с термодинамическими функциями. Смещение равновесия.
- Растворы. Классификация растворов. Способы выражения концентрации растворов.
- Теория электролитической диссоциации. Диссоциация сильных и слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда. Ионные уравнения реакций. Водородные показатели среды.
- Окислительно-восстановительные процессы. Степень окисления. Составление уравнений овр методом электронного баланса с учетом рН среды.
- Электрохимические процессы. Уравнение Нернста. Электродные потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов.
- Гальванический элемент. Анодные и катодные процессы. Условная схема гальванического элемента, эдс и ее измерение.
- Электролиз растворов и расплавов электролитов. Применение электролиза.
- Основные виды коррозии металлов. Методы защиты от коррозии: легирование, электрохимическая защита, защитные покрытия.
- Окислительно-восстановительные реакции с участием металлов. Взаимодействие металлов с кислотами.
- Дисперсные системы и их классификации. Коллоидные растворы.
- Химические свойства материалов, применяемых в металлургии.
- Качественный и количественный анализ веществ.
- Органические полимерные материалы. Применение полимеров. Получение полимеров.
- Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства р-, d- элементов и их соединений.
- Способы получения металлов.
- Сплавы металлов.
- Комплексные соединения d- элементов.