الرابطة الكيميائية
كل التفاعلات تؤدي إلى التوحيد جزيئات كيميائية(الذرات والجزيئات والأيونات وما إلى ذلك) إلى مواد تنقسم إلى روابط كيميائية وروابط بين الجزيئات (التفاعلات بين الجزيئات).
الروابط الكيميائية - الروابط المباشرة بين الذرات . هناك روابط أيونية وتساهمية ومعدنية.
الروابط بين الجزيئات- الروابط بين الجزيئات. هذه هي روابط هيدروجينية، روابط أيونية ثنائية القطب (بسبب تكوين هذه الرابطة، على سبيل المثال، يحدث تكوين غلاف مائي من الأيونات)، ثنائي القطب ثنائي القطب (بسبب تكوين هذه الرابطة، يتم دمج جزيئات المواد القطبية ، على سبيل المثال، في الأسيتون السائل)، الخ.
الرابطة الأيونية- رابطة كيميائية تتكون نتيجة التجاذب الكهروستاتيكي للأيونات ذات الشحنات المتعاكسة. في المركبات الثنائية (مركبات من عنصرين)، تتشكل عندما تكون أحجام الذرات المرتبطة مختلفة تمامًا عن بعضها البعض: بعض الذرات كبيرة، والبعض الآخر صغير - أي أن بعض الذرات تتخلى بسهولة عن الإلكترونات، بينما تميل ذرات أخرى إلى اقبلها (عادةً ما تكون هذه ذرات العناصر التي تتشكل المعادن النموذجيةوذرات العناصر التي تشكل اللافلزات النموذجية)؛ كما أن السالبية الكهربية لهذه الذرات مختلفة تمامًا.
الرابطة الأيونية غير اتجاهية وغير قابلة للتشبع.
الرابطة التساهمية- رابطة كيميائية تنشأ نتيجة لتكوين زوج مشترك من الإلكترونات. تتشكل رابطة تساهمية بين ذرات صغيرة لها نفس نصف القطر أو ما شابه. المتطلبات المسبقة- وجود إلكترونات مفردة في كل من الذرتين المرتبطتين (آلية التبادل) أو زوج وحيد في إحدى الذرات ومدار حر في الأخرى (آلية المانح والمستقبل):
| أ) | ح · + · ح ح: ح | ح ح | ح 2 | (زوج واحد مشترك من الإلكترونات؛ H أحادي التكافؤ)؛ |
| ب) | ن | ن 2 | (ثلاثة أزواج مشتركة من الإلكترونات؛ N ثلاثي التكافؤ)؛ | |
| الخامس) | إتش إف | التردد العالي | (زوج واحد مشترك من الإلكترونات؛ H وF أحادي التكافؤ)؛ | |
| ز) | NH4+ | (أربعة أزواج مشتركة من الإلكترونات؛ N رباعي التكافؤ) |
- بناءً على عدد أزواج الإلكترونات المشتركة، يتم تقسيم الروابط التساهمية إلى:
- بسيط (مفرد)- زوج واحد من الإلكترونات،
- مزدوج- زوجان من الإلكترونات،
- ثلاث مرات- ثلاثة أزواج من الإلكترونات.
تسمى الروابط المزدوجة والثلاثية بالروابط المتعددة.
وفقا لتوزيع كثافة الإلكترون بين الذرات المرتبطة، يتم تقسيم الرابطة التساهمية إلى الغير قطبيو القطبية. تتشكل رابطة غير قطبية بين ذرات متماثلة، ورابطة قطبية بين ذرات مختلفة.
كهرسلبية- مقياس لقدرة الذرة في المادة على جذب أزواج الإلكترونات المشتركة.
يتم تحويل أزواج الإلكترون من الروابط القطبية نحو المزيد من العناصر الكهربية. يُطلق على إزاحة أزواج الإلكترون نفسها اسم استقطاب الرابطة. يتم تحديد الشحنات الجزئية (الزائدة) المتكونة أثناء الاستقطاب بـ + و -، على سبيل المثال: .
بناءً على طبيعة تداخل السحب الإلكترونية ("المدارات")، يتم تقسيم الرابطة التساهمية إلى رابطة ورابطة.
- تتشكل الرابطة نتيجة التداخل المباشر للسحب الإلكترونية (على طول الخط المستقيم الذي يربط نوى الذرة)، - تتشكل الرابطة نتيجة التداخل الجانبي (على جانبي المستوى الذي تقع فيه النوى الذرية).
الرابطة التساهمية تكون اتجاهية وقابلة للتشبع، وكذلك قابلة للاستقطاب.
يستخدم نموذج التهجين لشرح والتنبؤ بالاتجاه المتبادل للروابط التساهمية.
تهجين المدارات الذرية والسحب الإلكترونية- المحاذاة المفترضة للمدارات الذرية في الطاقة، وشكل السحب الإلكترونية عندما تشكل الذرة روابط تساهمية.
الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا للتهجين هي: sp-, sp 2 و sp 3- التهجين. على سبيل المثال:
sp- التهجين - في جزيئات C 2 H 2، BeH 2، CO 2 (البنية الخطية)؛
sp 2- التهجين - في الجزيئات C 2 H 4، C 6 H 6، BF 3 (شكل مثلث مسطح)؛
sp 3-التهجين - في جزيئات CCl 4، SiH 4، CH 4 (شكل رباعي السطوح)؛ NH 3 (الشكل الهرمي)؛ H 2 O (الشكل الزاوي).
اتصال معدني- رابطة كيميائية تتكون من مشاركة إلكترونات التكافؤ لجميع الذرات المرتبطة ببلورة معدنية. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل سحابة إلكترونية واحدة من البلورة، والتي تتحرك بسهولة تحت تأثير الجهد الكهربائي- ومن هنا الموصلية الكهربائية العالية للمعادن.
تتشكل الرابطة المعدنية عندما تكون الذرات المرتبطة كبيرة الحجم وبالتالي تميل إلى التخلي عن الإلكترونات. المواد البسيطة ذات الروابط المعدنية هي المعادن (Na، Ba، Al، Cu، Au، إلخ)، والمواد المعقدة هي مركبات بين المعادن (AlCr 2، Ca 2 Cu، Cu 5 Zn 8، إلخ).
الرابطة المعدنية ليس لها اتجاهية أو تشبع. ويتم حفظه أيضًا في مصهورات المعادن.
رابطة الهيدروجين - رابطة بين الجزيئات تتشكل بسبب القبول الجزئي لزوج من الإلكترونات من ذرة عالية السالبية الكهربية بواسطة ذرة هيدروجين ذات شحنة جزئية موجبة كبيرة. ويتشكل في الحالات التي يحتوي فيها جزيء واحد على ذرة ذات زوج وحيد من الإلكترونات ذات سالبية كهربية عالية (F، O، N)، والآخر يحتوي على ذرة هيدروجين مرتبطة برابطة قطبية عالية بإحدى هذه الذرات. أمثلة على الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات:
ح—O—H OH 2 , H—O—H NH 3 , H—O—H F—H, H—F H—F.
توجد روابط الهيدروجين داخل الجزيئات في جزيئات الببتيدات والأحماض النووية والبروتينات وما إلى ذلك.
مقياس قوة أي رابطة هو طاقة الرابطة.
طاقة الاتصالات- الطاقة اللازمة لكسر رابطة كيميائية معينة في 1 مول من المادة. وحدة القياس هي 1 كيلوجول/مول.
طاقات الروابط الأيونية والتساهمية لها نفس الترتيب، وطاقة الروابط الهيدروجينية أقل من حيث الحجم.
تعتمد طاقة الرابطة التساهمية على حجم الذرات المرتبطة (طول الرابطة) وعلى تعدد الرابطة. كلما صغرت الذرات وزاد تعدد الروابط، زادت طاقتها.
تعتمد طاقة الرابطة الأيونية على حجم الأيونات وشحناتها. كلما صغرت الأيونات وزادت شحنتها، زادت طاقة الارتباط.
هيكل المادة
حسب نوع الهيكل يتم تقسيم جميع المواد إلى جزيئيو غير جزيئية. ضمن المواد العضويةتسود المواد الجزيئية، ومن بين المواد غير العضوية، تسود المواد غير الجزيئية.
بناءً على نوع الرابطة الكيميائية، تنقسم المواد إلى مواد ذات روابط تساهمية، ومواد ذات روابط تساهمية الرابطة الأيونية(المواد الأيونية) والمواد ذات الروابط المعدنية (المعادن).
المواد ذات الروابط التساهمية يمكن أن تكون جزيئية أو غير جزيئية. وهذا يؤثر بشكل كبير على خصائصها الفيزيائية.
تتكون المواد الجزيئية من جزيئات ترتبط ببعضها البعض بواسطة روابط بين جزيئية ضعيفة، ومن هذه الروابط: H 2، O 2، N 2، Cl 2، Br 2، S 8، P 4 وغيرها. مواد بسيطة; CO 2، SO 2، N 2 O 5، H 2 O، HCl، HF، NH 3، CH 4، C 2 H 5 OH، البوليمرات العضوية والعديد من المواد الأخرى. هذه المواد لا تملك قوة عالية، لديهم درجات الحرارة المنخفضةذوبان وغليان، لا تنفذ كهرباءوبعضها قابل للذوبان في الماء أو المذيبات الأخرى.
تشكل المواد غير الجزيئية ذات الروابط التساهمية أو المواد الذرية (الماس، الجرافيت، Si، SiO 2، SiC وغيرها) بلورات قوية جدًا (باستثناء طبقات الجرافيت)، فهي غير قابلة للذوبان في الماء والمذيبات الأخرى، ولها درجة انصهار عالية و نقاط الغليان، ومعظمها لا يوصل التيار الكهربائي (باستثناء الجرافيت، وهو موصل للكهرباء، وأشباه الموصلات - السيليكون والجرمانيوم، وما إلى ذلك).
جميع المواد الأيونية هي بشكل طبيعي غير جزيئية. وهي مواد صلبة حرارية ومحاليل وذوبان منها موصلة للتيار الكهربائي. كثير منهم قابل للذوبان في الماء. وتجدر الإشارة إلى أنه في المواد الأيونية التي تتكون بلوراتها من أيونات معقدة، توجد أيضًا روابط تساهمية، على سبيل المثال: (Na +) 2 (SO 4 2-)، (K +) 3 (PO 4 3-) ، (NH 4 + )(NO 3-)، إلخ. ترتبط الذرات التي تشكل الأيونات المعقدة بروابط تساهمية.
المعادن (المواد ذات الروابط المعدنية)متنوعة جدا في خصائصها الفيزيائية. من بينها هناك معادن سائلة (Hg) وناعمة جدًا (Na, K) ومعادن صلبة جدًا (W, Nb).
صفة مميزة الخصائص الفيزيائيةالمعادن هي الموصلية الكهربائية العالية (على عكس أشباه الموصلات، فإنه يتناقص مع زيادة درجة الحرارة)، والقدرة الحرارية العالية والليونة (للمعادن النقية).
في الحالة الصلبة، تتكون جميع المواد تقريبًا من بلورات. بناءً على نوع البنية ونوع الرابطة الكيميائية، تنقسم البلورات ("الشبكات البلورية") إلى الذري(بلورات لا المواد الجزيئيةبرابطة تساهمية) أيوني(بلورات المواد الأيونية)، جزيئي(بلورات المواد الجزيئية ذات الروابط التساهمية) و معدن(بلورات المواد التي لها رابطة معدنية).
المهام والاختبارات حول موضوع "الموضوع 10. "الترابط الكيميائي. بنية المادة."
- أنواع الروابط الكيميائية - هيكل المادة الصف 8-9
الدروس: 2 الواجبات: 9 الاختبارات: 1
- الواجبات: 9 الاختبارات: 1
بعد العمل على هذا الموضوع يجب أن تفهم المفاهيم التالية: الرابطة الكيميائية، الرابطة بين الجزيئات، الرابطة الأيونية، الرابطة التساهمية، الرابطة المعدنية، الرابطة الهيدروجينية، اتصال بسيط,سندات مزدوجة ,سندات ثلاثية ,سندات متعددة , الرابطة غير القطبية، الرابطة القطبية، السالبية الكهربية، استقطاب الروابط، - و - الرابطة، تهجين المدارات الذرية، طاقة الرابطة.
يجب معرفة تصنيف المواد حسب نوع البنية، حسب نوع الرابطة الكيميائية، واعتماد خصائص المواد البسيطة والمعقدة على نوع الرابطة الكيميائية ونوع " شعرية الكريستال".
يجب أن تكون قادرًا على: تحديد نوع الرابطة الكيميائية في المادة، ونوع التهجين، ورسم مخططات لتكوين الروابط، واستخدام مفهوم السالبية الكهربية، وعدد السالبية الكهربية؛ تعرف على كيفية تغير السالبية الكهربية العناصر الكيميائيةدورة واحدة ومجموعة واحدة لتحديد قطبية الرابطة التساهمية.
بعد التأكد من تعلم كل ما تحتاجه، انتقل إلى إكمال المهام. نتمنى لك النجاح.
اقتراحات للقراءة:
- O. S. Gabrielyan، G. G. Lysova. الكيمياء الصف الحادي عشر. م.، الحبارى، 2002.
- جي إي رودزيتيس، إف جي فيلدمان. الكيمياء الصف الحادي عشر. م. التربية، 2001.
4. طبيعة الروابط الكيميائية وأنواعها. الرابطة التساهمية
طلب. التركيب المكاني للجزيئات
كل جزيء (على سبيل المثال، CO 2، H 2 O، NH 3) أو أيون جزيئي (على سبيل المثال، CO 3 2 −، H 3 O +، NH 4 +) له تركيبة نوعية وكمية معينة، بالإضافة إلى البنية ( الهندسة). هندسة الجزيءيتكون بسبب ثابت الموقف النسبيالذرات وقيم زاوية الرابطة.
زاوية الرابطة هي الزاوية بين الخطوط المستقيمة الوهمية التي تمر عبر نوى الذرات المرتبطة كيميائيا. يمكننا أيضًا أن نقول إنها الزاوية المحصورة بين خطي رابطة لهما ذرة مشتركة.
خط الرابطة هو خط يربط بين نواة ذرتين مرتبطتين كيميائيا.
فقط في حالة الجزيئات ثنائية الذرة (H 2، Cl 2، وما إلى ذلك) لا يطرح سؤال عن هندستها - فهي دائمًا خطية، أي. تقع نوى الذرات على نفس الخط المستقيم. هيكل أكثر جزيئات معقدةقد تشبه مختلفة أشكال هندسية، على سبيل المثال:
- جزيئات وأيونات ثلاثية الذرة من النوع AX 2 (H 2 O، CO 2، BeCl 2)
- جزيئات وأيونات رباعية الذرات من النوع AX 3 (NH 3, BF 3, PCl 3, H 3 O +, SO 3) أو A 4 (P 4, As 4)
- الجزيئات والأيونات الخماسية من النوع AX 4 (CH 4، XeF 4، GeCl 4)
هناك جزيئات وأكثر بنية معقدة(المجسم الثماني، الهرم الثنائي الثلاثي، السداسي المنتظم المسطح). بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون للجزيئات والأيونات شكل رباعي وجوه مشوه، مثلث غير منتظم؛ في جزيئات البنية الزاوية، يمكن أن تكون قيم α مختلفة (90 درجة، 109 درجة، 120 درجة).
يتم إنشاء بنية الجزيئات بشكل موثوق تجريبيًا باستخدام طرق فيزيائية مختلفة. لشرح أسباب تكوين بنية معينة والتنبؤ بهندسة الجزيئات، تم تطوير نماذج نظرية مختلفة. الأسهل فهمًا هو نموذج تنافر أزواج إلكترون التكافؤ (نموذج OVEP) ونموذج تهجين مدارات التكافؤ الذرية (نموذج GVAO).
أساس الكل (بما في ذلك المذكورين) النماذج النظريةالذي يفسر بنية الجزيئات هو ما يلي: الحالة المستقرة للجزيء (الأيون) تتوافق مع ما يلي الترتيب المكانيالنوى الذرية، حيث يكون التنافر المتبادل للإلكترونات في طبقة التكافؤ في حده الأدنى.
يأخذ هذا في الاعتبار تنافر الإلكترونات المشاركة في تكوين الرابطة الكيميائية (إلكترونات الرابطة) وتلك غير المشاركة (أزواج وحيدة من الإلكترونات). يؤخذ في الاعتبار أن مدار زوج الإلكترونات المرتبط يتركز بشكل مضغوط بين ذرتين وبالتالي يشغل مساحة أقل من مدار زوج الإلكترونات الوحيد. لهذا السبب، فإن التأثير التنافر لزوج الإلكترونات غير المرتبط (الوحيد) وتأثيره على زوايا الرابطة يكون أكثر وضوحًا من تأثير الزوج المترابط.
نموذج أوفيب. تقوم هذه النظرية على المبادئ الأساسية التالية (مذكورة بطريقة مبسطة):
- يتم تحديد هندسة الجزيء فقط عن طريق الروابط σ (ولكن ليس π-)؛
- تعتمد الزوايا بين الروابط على عدد أزواج الإلكترونات الوحيدة في الذرة المركزية.
ينبغي النظر في هذه الأحكام معًا، نظرًا لأن كلاً من إلكترونات الرابطة الكيميائية والأزواج الوحيدة من الإلكترونات تتنافر، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين بنية جزيئية يكون فيها هذا التنافر في حده الأدنى.
دعونا ننظر في هندسة بعض الجزيئات والأيونات من وجهة نظر طريقة OVEP؛ سيتم الإشارة إلى إلكترونات الرابطة σ بنقطتين (:)، أو أزواج وحيدة من الإلكترونات برمز تقليدي ( أو ) أو شرطة.
لنبدأ بجزيء الميثان المكون من خمس ذرات CH 4. وفي هذه الحالة تكون الذرة المركزية (هذا الكربون) قد استنفدت طاقتها بالكامل إمكانيات التكافؤولا تحتوي على أزواج وحيدة من إلكترونات التكافؤ، أي. جميع إلكترونات التكافؤ الأربعة تشكل أربع روابط σ. كيف ينبغي وضع إلكترونات الرابطة σ بالنسبة لبعضها البعض بحيث يكون التنافر بينها في حده الأدنى؟ ومن الواضح، بزاوية 109 درجة، أي. على طول خطوط موجهة إلى رؤوس رباعي وجوه وهمي، تتوسطه ذرة كربون. في هذه الحالة، تكون الإلكترونات المشاركة في تكوين الرابطة متباعدة عن بعضها البعض قدر الإمكان (في الشكل المربع، تكون المسافة بين إلكترونات الرابطة أكبر ويكون التنافر بين الإلكترونات أقل). لهذا السبب، فإن جزيء الميثان، وكذلك الجزيئات CCl 4، CBR 4، CF 4، لها شكل رباعي السطوح منتظم (يقولون أن لديهم بنية رباعي السطوح):
كاتيون الأمونيوم NH + 4 والأنيون BF 4 − لهما نفس البنية، حيث أن ذرات النيتروجين والبورون تشكل أربع روابط σ لكل منهما، ولا تحتوي على أزواج وحيدة من الإلكترونات.
دعونا نفكر في بنية جزيء الأمونيا رباعي الذرة NH 3. يحتوي جزيء الأمونيا على ثلاثة أزواج من الإلكترونات الرابطة وزوج واحد من الإلكترونات على ذرة النيتروجين، أي. وأيضا أربعة أزواج من الإلكترونات. ومع ذلك، هل سيكون هناك زاوية السنداتتبقى تساوي 109 درجة؟ لا، نظرًا لأن زوجًا وحيدًا من الإلكترونات، يشغل حجمًا أكبر في الفضاء، له تأثير تنافر قوي على إلكترونات الرابطة σ، مما يؤدي إلى انخفاض طفيف في زاوية الرابطة، وفي هذه الحالة تبلغ هذه الزاوية حوالي 107 درجة. جزيء الأمونيا له شكل هرم ثلاثي (بنية هرمية):
يحتوي أيون الهيدرونيوم رباعي الذرة H 3 O + أيضًا على بنية هرمية: تشكل ذرة الأكسجين ثلاث روابط σ وتحتوي على زوج واحد وحيد من الإلكترونات.
في جزيء BF 3 المكون من أربع ذرات، يكون عدد روابط σ أيضًا ثلاثة، لكن ذرة البورون لا تحتوي على أزواج وحيدة من الإلكترونات. من الواضح أن التنافر بين الإلكترونات سيكون في حده الأدنى إذا كان جزيء BF 3 له شكل مثلث مسطح منتظم بزاوية رابطة قدرها 120 درجة:
الجزيئات BCl 3، BH 3، AlH 3، AlF 3، AlCl 3، SO 3 لها نفس البنية ولنفس الأسباب.
ما هو الهيكل الذي سيكون لجزيء الماء؟
يحتوي جزيء الماء ثلاثي الذرة على أربعة أزواج من الإلكترونات، لكن اثنين منها فقط عبارة عن إلكترونات مرتبطة بـ σ، والاثنان المتبقيان عبارة عن أزواج وحيدة من إلكترونات ذرة الأكسجين. يكون التأثير التنافر لزوجين وحيدين من الإلكترونات في جزيء H2O أقوى منه في جزيء الأمونيا الذي يحتوي على زوج وحيد، وبالتالي فإن زاوية الرابطة H–O–H زاوية أقل H – N – H في جزيء الأمونيا: في جزيء الماء تكون زاوية الرابطة حوالي 105 درجة:
يحتوي جزيء ثاني أكسيد الكربون (O=C=O) أيضًا على زوجين من إلكترونات الترابط (نحن نعتبر روابط σ فقط)، ومع ذلك، على عكس جزيء الماء، لا تحتوي ذرة الكربون على أزواج وحيدة من الإلكترونات. من الواضح أن التنافر بين أزواج الإلكترونات في هذه الحالة سيكون في حده الأدنى إذا كانت تقع بزاوية 180 درجة، أي. ذات الشكل الخطي لجزيء ثاني أكسيد الكربون:
الجزيئات BeH 2، BeF 2، BeCl 2 لها بنية مماثلة ولنفس الأسباب. في جزيء SO 2 ثلاثي الذرة، تشكل الذرة المركزية (ذرة الكبريت) أيضًا رابطتين σ، ولكنها تحتوي على زوج وحيد من الإلكترونات، وبالتالي فإن جزيء أكسيد الكبريت (IV) له بنية زاويّة، لكن زاوية الرابطة فيه أكبر من في جزيء الماء (ذرة الأكسجين لديها زوجان وحيدان من الإلكترونات، وذرة الكبريت تحتوي على زوج واحد فقط):
بعض الجزيئات الثلاثية ذات التركيبة ABC (على سبيل المثال، H–C≡N، Br–C≡N، S=C=Te، S=C=O) لها أيضًا بنية خطية، حيث لا تحتوي الذرة المركزية على ذرة وحيدة. أزواج من الإلكترونات. لكن جزيء HClO له بنية زاويّة (α ≈ 103°)، حيث أن الذرة المركزية، ذرة الأكسجين، تحتوي على زوجين وحيدين من الإلكترونات.
باستخدام نموذج OVEP، يمكنك أيضًا التنبؤ ببنية جزيئات المواد العضوية. على سبيل المثال، في جزيء الأسيتيلين C2H2، تشكل كل ذرة كربون رابطتين σ، ولا تحتوي ذرات الكربون على أزواج وحيدة من الإلكترونات؛ وبالتالي، فإن الجزيء له بنية خطية H – C≡C – H.
في جزيء الإيثين C2H4، تشكل كل ذرة كربون ثلاث روابط σ، والتي، في حالة عدم وجود أزواج وحيدة من الإلكترونات على ذرات الكربون، تؤدي إلى ترتيب ثلاثي للذرات حول كل ذرة كربون:
في الجدول 4.2 يلخص بعض البيانات عن بنية الجزيئات والأيونات.
الجدول 4.2
العلاقة بين بنية الجزيئات (الأيونات) والعدد σ -الروابط والأزواج الوحيدة من إلكترونات الذرة المركزية
| نوع الجزيء (أيون) | عدد الروابط σ التي شكلتها الذرة المركزية | عدد الأزواج الوحيدة من الإلكترونات | الهيكل، زاوية الرابطة | أمثلة على الجسيمات (الذرة المركزية مظللة) |
|---|---|---|---|---|
| أ ب 2 | 2 | 0 | خطي، α = 180° | CO 2 , Be H 2 , HC N , Be Cl 2 , C 2 H 2 , N 2 O , C S 2 |
| 1 | الزاوي، 90 درجة< α < 120° | Sn Cl 2، S O 2، N O 2 − | ||
| 2 | الزاوي، α< 109° | H 2 O , O F 2 , H 2 S , H 2 Se , S F 2 , Xe O 2 , − | ||
| أ ب 3 | 3 | 0 | مثلثي، α ≈ 120° | ب ف 3، ب ح 3، ب كل 3، آل ف 3، S O 3، C O 3 2 −، N O 3 − |
| 1 | الهرم الثلاثي، α< 109° | N H 3 , H 3 O + , N F 3 , S O 3 2 − , P F 3 , P Cl 3 , كما H 3 | ||
| أ ب 4 | 4 | 0 | رباعي السطوح، α = 109° | N H 4 + , CH 4 , Si H 4 , B F 4 , B H 4 − , S O 4 2 − , A l H 4 − |
نموذج GVAO. الموقف الرئيسي لهذا النموذج هو أن تكوين الروابط التساهمية لا يتضمن مدارات التكافؤ "النقية" s - و p - و d - ولكن ما يسمى المدارات الهجينة. بعد ذلك، يتم النظر في التهجين الذي يتضمن 2p- و2s-AOs فقط.
التهجين هو ظاهرة اختلاط مدارات التكافؤ، ونتيجة لذلك تتوافق في الشكل والطاقة.
يتم استخدام مفهوم التهجين دائمًا عندما تشارك إلكترونات ذات مستويات فرعية مختلفة من الطاقة والتي لا تختلف كثيرًا في الطاقة في تكوين الروابط الكيميائية: 2s و2p و4s و4p و3d، وما إلى ذلك.
المدار الهجين ليس مشابهًا في الشكل للمدار الأصلي 2p و2s-AO. وله شكل شكل ثمانية غير منتظم ثلاثي الأبعاد:
كما نرى، فإن AOs الهجينة أكثر استطالة، لذا يمكنها أن تتداخل بشكل أفضل وتشكل روابط تساهمية أقوى. عندما تتداخل المدارات الهجينة، تتشكل روابط σ فقط؛ نظرًا لشكلها المحدد، لا تشارك AOs الهجينة في تكوين روابط π (فقط AOs غير الهجينة تشكل روابط π). عدد المدارات الهجينة يساوي دائمًا عدد AOs الأولية المشاركة في التهجين. يجب أن تكون المدارات الهجينة موجهة في الفضاء بطريقة تضمن أقصى مسافة بينها وبين بعضها البعض. في هذه الحالة، سيكون تنافر الإلكترونات الموجودة عليها (الترابط وغير الترابط) في حده الأدنى؛ ستكون طاقة الجزيء بأكمله ضئيلة أيضًا.
يفترض نموذج GVAO أن التهجين يتضمن مدارات ذات قيم طاقة مماثلة (أي مدارات التكافؤ) وكثافة إلكترونية عالية بما فيه الكفاية. تتناقص كثافة الإلكترون في المدار مع زيادة حجمه، وبالتالي فإن الدور في التهجين مهم بشكل خاص لجزيئات العناصر ذات الدورات الصغيرة.
يجب أن نتذكر أن GVAO ليس حقيقيًا ظاهرة فيزيائية، ومفهوم مناسب ( نموذج رياضي) ، والذي يسمح لنا بوصف بنية بعض الجزيئات. لا أحد بالطرق الفيزيائيةلم يتم تسجيل تشكيل AOS الهجين. ومع ذلك، فإن نظرية التهجين لديها بعض المبررات المادية.
دعونا نفكر في بنية جزيء الميثان. من المعروف أن جزيء CH4 له شكل رباعي منتظم مع ذرة كربون في المركز، وجميع روابط C-H الأربعة تتشكل بواسطة آلية التبادل ولها نفس الطاقة والطول، أي. متكافئة. من السهل جدًا شرح وجود أربعة إلكترونات مفردة في ذرة الكربون، بافتراض انتقالها إلى الحالة المثارة:
ومع ذلك، فإن هذه العملية لا تفسر بأي حال من الأحوال تكافؤ جميع روابط C-H الأربعة، لأنه وفقًا للمخطط أعلاه، يتم تشكيل ثلاثة منها بمشاركة 2p-AO لذرة الكربون، وواحدة بمشاركة ذرة الكربون. يختلف 2s-AO، ويختلف شكل وطاقة 2p و2s-AO.
لشرح هذه الحقائق وغيرها من الحقائق المماثلة، طور L. Pauling مفهوم GVAO. من المفترض أن اختلاط المدارات يحدث في لحظة تكوين الروابط الكيميائية. تتطلب هذه العملية إنفاق الطاقة من أجل الاقتران الإلكتروني، والذي، مع ذلك، يتم تعويضه عن طريق إطلاق الطاقة عندما تشكل AOs الهجينة روابط أقوى (مقارنةً بالروابط غير الهجينة).
استنادا إلى طبيعة وعدد AOs المشاركة في التهجين، يتم تمييز عدة أنواع.
في حالة التهجين sp 3، يتم خلط مدارات s وثلاث مدارات p (ومن هنا جاء اسم نوع التهجين). بالنسبة لذرة الكربون، يمكن تمثيل العملية على النحو التالي:
1 s 2 2 s 2 2 p x 1 2 p y 1 → انتقال الإلكترون 1 s 2 2 s 1 2 p x 1 2 p y 1 2 p z 1 → التهجين 1 s 2 2 (s p 3) 4
أو باستخدام التكوينات الإلكترونية:
تحتل أربعة sp 3 -hybrid AOs موقعًا متوسطًا في الطاقة بين 2p و 2s AOs.
يمكن تمثيل مخطط التهجين sp3 باستخدام صور الشكل AO لذرة الكربون:
وهكذا، نتيجة للتهجين sp 3، يتم تشكيل أربعة مدارات هجينة، كل منها يحتوي على إلكترون غير متزاوج. وتقع هذه المدارات بزاوية 109°28′ في الفضاء، مما يضمن الحد الأدنى من تنافر الإلكترونات الموجودة عليها. إذا قمت بتوصيل رؤوس المدارات الهجينة، فستحصل على الشكل الحجمي- رباعي الاسطح. لهذا السبب، فإن جزيئات التركيبة AX 4 (CH 4، SiH 4، CCl 4، وما إلى ذلك)، والتي يتحقق فيها هذا النوع من التهجين، لها شكل رباعي السطوح.
يشرح مفهوم تهجين sp 3 لـ AO جيدًا أيضًا بنية جزيئات H 2 O و NH 3. من المفترض أن 2s - و 2p -AOs من ذرات النيتروجين والأكسجين تشارك في التهجين. في هذه الذرات، يتجاوز عدد إلكترونات التكافؤ (5 و 6، على التوالي) عدد sp 3 - AOs الهجين (4)، لذلك، تحتوي بعض AOs الهجينة على إلكترونات غير متزاوجة، وبعضها يحتوي على أزواج وحيدة من الإلكترونات:
نرى أنه في ذرة النيتروجين، يقع زوج الإلكترونات الوحيد على AO هجين واحد، وفي ذرة الأكسجين - على اثنين. تشارك فقط AOs ذات الإلكترونات غير المتزاوجة في تكوين روابط مع ذرات الهيدروجين، وسيكون للأزواج المنفردة من الإلكترونات تأثير تنافر (الشكل 4.5) على بعضها البعض (في حالة الأكسجين) وعلى إلكترونات الترابط (للأوكسجين والنيتروجين) ).
أرز. 4.5. مخطط العمل التنافر للمدارات الرابطة وغير الرابطة في جزيء الأمونيا (أ) والماء (ب)
ويكون التنافر أقوى في حالة جزيء الماء. نظرًا لأن ذرة الأكسجين تحتوي على زوجين وحيدين من الإلكترونات، فإن الانحراف عن زاوية الرابطة المثالية لهذا النوع من التهجين (109°28′) في جزيء الماء أكبر منه في جزيء الأمونيا (في جزيئات H2O وNH3 تكون زاوية الرابطة هي 104 على التوالي 5° و107°).
يستخدم نموذج التهجين sp 3 لشرح بنية الألماس والسيليكون وأيونات NH 4 + وH 3 O + والألكانات والألكانات الحلقية وما إلى ذلك. وفي حالة الكربون، يُستخدم هذا النوع من التهجين دائمًا عندما تكون ذرة من هذا يشكل العنصر روابط σ فقط.
في حالة التهجين sp 2، يتم خلط مدار s ومدارين p. دعونا ننظر في هذا النوع من التهجين باستخدام مثال ذرة البورون. يتم تمثيل العملية باستخدام مخططات الطاقة
وبالتالي، نتيجة لتهجين sp2 لمدارات التكافؤ لذرة البورون، يتم تشكيل ثلاث AOs هجينة، موجهة بزاوية 120 درجة، ولا يشارك أحد المدارات 2p في التهجين. تحتوي المدارات الهجينة على إلكترون واحد غير متزاوج، وتقع في نفس المستوى، وإذا قمت بتوصيل رؤوسها، فستحصل على مثلث منتظم. لهذا السبب، فإن جزيئات التركيبة AX 3 مع sp 2 تهجين مدارات الذرة A لها بنية مثلثة، كما هو موضح لجزيء BF 3:
إن 2p-AO غير الهجين لذرة البورون حر (غير مشغول) وموجه بشكل عمودي على مستوى روابط B-F، وبالتالي فإن جزيء BF 3 يكون متقبلًا للإلكترون عند تكوين رابطة تساهمية وفقًا لآلية المانح والمتقبل عندما التفاعل مع جزيء الأمونيا.
يتم استخدام مفهوم التهجين sp2 لشرح طبيعة الرابطة المزدوجة بين الكربون والكربون في الألكينات، وهي بنية البنزين والجرافيت، أي. في الحالات التي تشكل فيها ذرة الكربون ثلاث روابط σ وواحدة π.
يبدو الترتيب المكاني لمدارات ذرة الكربون من أجل التهجين sp 2 كما يلي: يتم توجيه 2p AO غير الهجين بشكل عمودي على المستوى الذي توجد فيه المدارات الهجينة (يحتوي كل من الهجين وغير الهجين AO على إلكترون غير مقترن) .
دعونا نفكر في تكوين الروابط الكيميائية في جزيء الإيثيلين H 2 C = CH 2. في ذلك، تتداخل AOs الهجينة مع بعضها البعض ومع 1s-AOs لذرة الهيدروجين، لتشكل خمس روابط σ: واحدة C-C وأربعة C-H. تتداخل 2p-AOs غير الهجينة بشكل جانبي وتشكل رابطة π بين ذرات الكربون (الشكل 4.6).
أرز. 4.6. مخطط تكوين الروابط σ (أ) والروابط π (ب) في جزيء الإيثيلين
في حالة التهجين sp، يتم خلط مدار واحد s وواحد p. دعونا ننظر في هذا النوع من التهجين باستخدام مثال ذرة البريليوم. لنتخيل عملية التهجين باستخدام مخطط الطاقة:
ومع صورة لشكل المدارات
وهكذا، نتيجة للتهجين sp، يتم تشكيل اثنين من AOs الهجين، كل منهما يحتوي على إلكترون واحد غير متزاوج. اثنان من 2p-AOs لا يشاركان في التهجين، وفي حالة البريليوم، يظلان شاغرين. يتم توجيه المدارات الهجينة بزاوية 180 درجة ، وبالتالي فإن جزيئات النوع AX 2 ذات التهجين sp لمدارات الذرة A لها بنية خطية (الشكل 4.7).
أرز. 4.7. التركيب المكاني لجزيء BeCl 2
باستخدام نموذج التهجين sp لمدارات ذرة الكربون، تم شرح طبيعة الرابطة الثلاثية في جزيئات الألكاين. في هذه الحالة، تحتوي كل من 2p-AOs الهجينة واثنتين غير هجينة (كما هو موضح بواسطة الأسهم الأفقية →، ←) على إلكترون غير متزاوج:
في جزيء الأسيتيلين HC≡CH، بسبب الهجين AOs، تتشكل الروابط C–H وC–C:
تتداخل 2p-AOs الهجينة في طائرتين متعامدتين وتشكل رابطتين بين ذرات الكربون (الشكل 4.8).
أرز. 4.8. تمثيل تخطيطي للروابط π (أ) ومستويات الروابط π (ب) في جزيء الأسيتيلين (يُظهر الخط المتموج التداخل الجانبي للـ 2p-AO لذرة الكربون)
إن مفهوم التهجين sp لمدارات ذرة الكربون يجعل من الممكن شرح تكوين الروابط الكيميائية في جزيئات الكارباين وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والبروباديين (CH 2 = C = CH 2) ، أي. في جميع الحالات التي تشكل فيها ذرة الكربون رابطتين σ و2 π.
يتم عرض الخصائص الرئيسية لأنواع التهجين المدروسة والتكوينات الهندسية للجزيئات المقابلة لبعض أنواع تهجين مدارات الذرة المركزية A (مع مراعاة تأثير أزواج الإلكترون غير المرتبطة) في الجدول. 4.3 و 4.4.
الجدول 4.3
الخصائص الرئيسية أنواع مختلفةتهجين
مقارنة البيانات في الجدول. 4.2 و4.4، يمكننا أن نستنتج أن كلا النموذجين - OVEP وGVAO - يؤديان إلى نفس النتائج فيما يتعلق ببنية الجزيئات.
الجدول 4.4
أنواع التكوين المكاني للجزيئات المقابلة لأنواع معينة من التهجين
التركيب الكيميائي هو تسلسل مجموعات الذرات في الجزيء وترتيبها في الفضاء. تم تصوير التركيب الكيميائي باستخدام الصيغ الهيكلية. تمثل الشرطة رابطة كيميائية تساهمية. إذا كان الاتصال متعددًا: مزدوجًا وثلاثيًا، فضع اثنتين (يجب عدم الخلط بينه وبين علامة "يساوي") أو ثلاث شرطات. يتم تصوير الزوايا بين الروابط كلما أمكن ذلك.
لتكوين الصيغ الهيكلية للمواد العضوية بشكل صحيح، عليك أن تتذكر أن ذرات الكربون تشكل 4 روابط
(أي أن تكافؤ الكربون بعدد الروابط يساوي أربعة. في الكيمياء العضويةيستخدم في الغالب التكافؤ بعدد الروابط).
الميثان(ويسمى أيضًا غاز المستنقع) يتكون من ذرة كربون واحدة مرتبطة بروابط تساهمية بأربع ذرات هيدروجين. الصيغة الجزيئية CH4. الصيغة الهيكلية:
ح
ل
ح – ج – ح
ل
ح
تبلغ الزاوية بين الروابط في جزيء الميثان حوالي 109 درجة - أزواج الإلكترون التي تشكل روابط تساهمية لذرة الكربون (في الوسط) مع ذرات الهيدروجين موجودة في الفضاء على أقصى مسافة من بعضها البعض.
في الصفوف 10-11، تمت دراسة أن جزيء الميثان له الشكل الهرم الثلاثي- رباعي السطوح مثل الأهرامات المصرية الشهيرة.
الإيثيلينيحتوي C2H4 على ذرتي كربون مرتبطتين برابطة مزدوجة:
الزاوية بين الروابط هي 120 درجة (أزواج الإلكترون تتنافر وتقع على أقصى مسافة من بعضها البعض). تقع الذرات في نفس المستوى.
إذا لم نصور كل ذرة هيدروجين على حدة، نحصل على الصيغة البنائية المختصرة:
الأسيتيلينيحتوي C2H2 على رابطة ثلاثية:
ح – ج ≡ ج – ح
الزاوية بين الروابط هي 180 درجة، والجزيء له شكل خطي.
عند الاحتراقتشكل الهيدروكربونات أكاسيد الكربون (IV) والهيدروجين، أي. ثاني أكسيد الكربونوالماء الذي يطلق الكثير من الحرارة:
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
2C 2 H 2 + 5O 2 → 4CO 2 + 2H 2 O (في المعادلة مع الأسيتيلين، نضع المعامل 2 قبل صيغة الأسيتيلين بحيث يكون عدد ذرات الأكسجين على الجانب الأيمن متساويًا)
كبير أهمية عمليةلقد تفاعل البلمرةالإيثيلين - مركب عدد كبيرجزيئات لتكوين جزيئات كبيرة من البوليمر - بولي ايثيلين. تتشكل الروابط بين الجزيئات عن طريق كسر إحدى روابط الرابطة المزدوجة. في منظر عاميمكن كتابتها مثل هذا:
nCH 2 = CH 2 → (- CH 2 – CH 2 -) ن
حيث n هو عدد الجزيئات المتصلة، وتسمى درجة البلمرة. يحدث التفاعل عند ضغط ودرجة حرارة مرتفعين، وفي وجود محفز.
أفلام الدفيئات الزراعية وأغطية العلب وما إلى ذلك مصنوعة من البولي إيثيلين.
يصنف أيضًا تكوين البنزين من الأسيتيلين على أنه تفاعل بلمرة.
التركيب الجزيئي لديه
1) أكسيد السيليكون (الرابع).
2) نترات الباريوم
3) كلوريد الصوديوم
4) أول أكسيد الكربون (II)
حل.
يتم فهم بنية المادة التي يتم من خلالها بناء جزيئات الجزيئات والأيونات والذرات شبكتها البلورية. المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO 2، SiC (carborundum)، BN، Fe 3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
أكسيد السيليكون (IV) - روابط تساهمية، صلبة، مادة حرارية، شبكة بلورية ذرية. نترات الباريوم وكلوريد الصوديوم مواد ذات روابط أيونية - شبكة بلورية أيونية. أول أكسيد الكربون (II) هو غاز في جزيء له روابط تساهمية، مما يعني أن هذه هي الإجابة الصحيحة، الشبكة البلورية جزيئية.
الجواب: 4
مصدر: النسخة التجريبيةامتحان الدولة الموحد 2012 في الكيمياء.
في الحالة الصلبة، التركيب الجزيئي له
1) أكسيد السيليكون (الرابع).
2) كلوريد الكالسيوم
3) كبريتات النحاس (II).
حل.
يتم فهم بنية المادة التي يتم من خلالها بناء جزيئات الجزيئات والأيونات والذرات شبكتها البلورية. المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO 2، SiC (carborundum)، BN، Fe 3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية. أكسيد السيليكون (IV) - روابط تساهمية، صلبة، مادة حرارية، شبكة بلورية ذرية. كلوريد الكالسيوم وكبريتات النحاس مواد ذات روابط أيونية - الشبكة البلورية أيونية. يحتوي جزيء اليود على روابط تساهمية، وهو يتسامى بسهولة، مما يعني أن هذه هي الإجابة الصحيحة، فالشبكة البلورية جزيئية.
الجواب: 4
المصدر: النسخة التجريبية لامتحان الدولة الموحد 2013 في الكيمياء.
1) أول أكسيد الكربون (II)
3) بروميد المغنيسيوم
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، SiC (carborundum)، BN، Fe3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
الجواب: 3
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. الشرق الأقصى. الخيار 1.
لديه شعرية الكريستال الأيونية
2) أول أكسيد الكربون (II)
4) بروميد المغنيسيوم
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، CaC2، SiC (carborundum)، BN، Fe3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
يحتوي بروميد المغنيسيوم على شبكة بلورية أيونية.
الجواب: 4
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. الشرق الأقصى. الخيار 2.
تحتوي كبريتات الصوديوم على شبكة بلورية
1) المعدن
3) الجزيئية
4) الذرية
حل.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
كبريتات الصوديوم عبارة عن ملح يحتوي على شبكة بلورية أيونية.
الجواب: 2
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. الشرق الأقصى. الخيار 3.
كل من مادتين لها بنية غير جزيئية:
1) النيتروجين والماس
2) البوتاسيوم والنحاس
3) الماء وهيدروكسيد الصوديوم
4) الكلور والبروم
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، SiC (carborundum)، BN، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
من بين المواد المدرجة، فقط الماس والبوتاسيوم والنحاس وهيدروكسيد الصوديوم لها بنية غير جزيئية.
الجواب: 2
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. الشرق الأقصى. الخيار 4.
مادة ذات شبكة بلورية أيونية
3) حمض الخليك
4) كبريتات الصوديوم
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، CaC2، SiC (carborundum)، BN، Fe3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
تحتوي كبريتات الصوديوم على شبكة بلورية أيونية.
الجواب: 4
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. سيبيريا. الخيار 1.
تتميز الشبكة البلورية المعدنية
2) الفوسفور الأبيض
3) أكسيد الألومنيوم
4) الكالسيوم
حل.
تعتبر الشبكة البلورية المعدنية من سمات المعادن، مثل الكالسيوم.
الجواب: 4
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. الأورال. الخيار 1.
مكسيم افرامشوك 22.04.2015 16:53
جميع المعادن باستثناء الزئبق لها شبكة بلورية معدنية. هل يمكن أن تخبرني ما هو نوع الشبكة البلورية التي يحتوي عليها الزئبق والملغم؟
الكسندر ايفانوف
يحتوي الزئبق في الحالة الصلبة أيضًا على شبكة بلورية معدنية.
2) أكسيد الكالسيوم
4) الألومنيوم
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، CaC2، SiC (carborundum)، BN، Fe3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
يحتوي أكسيد الكالسيوم على شبكة بلورية أيونية.
الجواب: 2
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. سيبيريا. الخيار 2.
لديه شعرية بلورية جزيئية في الحالة الصلبة
1) يوديد الصوديوم
2) أكسيد الكبريت (الرابع)
3) أكسيد الصوديوم
4) كلوريد الحديد (III).
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، CaC2، SiC (carborundum)، BN، Fe3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
من بين المواد المعطاة، جميع المواد باستثناء أكسيد الكبريت (IV) لها شبكة بلورية أيونية، في حين أنها تحتوي على شبكة جزيئية.
الجواب: 2
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. سيبيريا. الخيار 4.
لديه شعرية الكريستال الأيونية
3) هيدريد الصوديوم
4) أكسيد النيتريك(II)
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، CaC2، SiC (carborundum)، BN، Fe3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
يحتوي هيدريد الصوديوم على شبكة بلورية أيونية.
الجواب: 3
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. الأورال. الخيار 5.
بالنسبة للمواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية، فإن الخاصية المميزة هي
1) الحران
2) انخفاض درجة الغليان
3) نقطة انصهار عالية
4) الموصلية الكهربائية
حل.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. الجواب: 2
الجواب: 2
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. مركز. الخيار 1.
بالنسبة للمواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية، فإن الخاصية المميزة هي
1) الحران
2) ارتفاع درجة الغليان
3) نقطة انصهار منخفضة
4) الموصلية الكهربائية
حل.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط انصهار وغليان أقل من جميع المواد الأخرى.
الجواب: 3
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. مركز. الخيار 2.
التركيب الجزيئي لديه
1) كلوريد الهيدروجين
2) كبريتيد البوتاسيوم
3) أكسيد الباريوم
4) أكسيد الكالسيوم
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، CaC2، SiC (carborundum)، BN، Fe3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
جميع المواد المذكورة أعلاه لها شبكة بلورية أيونية باستثناء كلوريد الهيدروجين.
الجواب: 1
المصدر: امتحان الدولة الموحد في الكيمياء 10/06/2013. الموجة الرئيسية. مركز. الخيار 5.
التركيب الجزيئي لديه
1) أكسيد السيليكون (الرابع).
2) نترات الباريوم
3) كلوريد الصوديوم
4) أول أكسيد الكربون (II)
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، CaC2، SiC (carborundum)، BN، Fe3 C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
من بين المواد المدرجة، يحتوي أول أكسيد الكربون على بنية جزيئية.
الجواب: 4
المصدر: النسخة التجريبية لامتحان الدولة الموحد 2014 في الكيمياء.
مادة التركيب الجزيئي هي
1) كلوريد الأمونيوم
2) كلوريد السيزيوم
3) كلوريد الحديد (III).
4) كلوريد الهيدروجين
حل.
يتم فهم بنية المادة التي يتم من خلالها بناء جزيئات الجزيئات والأيونات والذرات شبكتها البلورية. المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية. يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، SiC (carborundum)، BN، Fe3C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية لها نقاط غليان أقل من جميع المواد الأخرى. باستخدام الصيغة، من الضروري تحديد نوع الرابطة في المادة، ومن ثم تحديد نوع الشبكة البلورية.
1) كلوريد الأمونيوم - التركيب الأيوني
2) كلوريد السيزيوم - التركيب الأيوني
3) كلوريد الحديد (III) - التركيب الأيوني
4) كلوريد الهيدروجين - التركيب الجزيئي
الجواب: 4
أي مركب الكلور لديه أعلى نقطة انصهار؟
| 1) | 2) | 3) | 4) |
الجواب: 3
أي مركب الأكسجين لديه أعلى نقطة انصهار؟
الجواب: 3
الكسندر ايفانوف
لا. هذه شبكة بلورية ذرية
ايجور سراجو 22.05.2016 14:37
وبما أن امتحان الدولة الموحدة ينص على أن الرابطة بين ذرات المعدن وغير المعدن هي أيونية، فيجب أن يشكل أكسيد الألومنيوم بلورة أيونية. والمواد ذات البنية الأيونية (مثل تلك الذرية) لها أيضًا نقطة انصهار أعلى من المواد الجزيئية.
انطون جوليشيف
من الأفضل أن تتعلم ببساطة المواد ذات الشبكة البلورية الذرية.
غير معهود بالنسبة للمواد ذات الشبكة البلورية المعدنية
1) الهشاشة
2) اللدونة
3) الموصلية الكهربائية العالية
4) الموصلية الحرارية العالية
حل.
تتميز المعادن بالليونة والتوصيل الكهربائي والحراري العالي، لكن الهشاشة ليست من سماتها.
الجواب: 1
المصدر: امتحان الدولة الموحد 05/05/2015. موجة مبكرة.
حل.
يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، SiC (carborundum)، BN، Fe3C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. تشمل هذه المجموعة مواد، عادة ما تكون مواد صلبة و حرارية.
الجواب: 1
لديه شعرية بلورية جزيئية
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية (BaSO 4) والمعدنية لها بنية غير جزيئية.
يمكن للمواد التي ترتبط ذراتها بروابط تساهمية أن تحتوي على شبكات بلورية جزيئية وذرية.
الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO 2، SiC (carborundum)، B 2 O 3، Al 2 O 3.
المواد التي تكون غازية في الظروف العادية (O2، H2، NH3، H2S، CO2)، وكذلك السائلة (H2O، H2SO4) والصلبة ولكن القابلة للانصهار (S، الجلوكوز)، لها بنية جزيئية
لذلك، يحتوي ثاني أكسيد الكربون على شبكة بلورية جزيئية.
الجواب: 2
لديه شعرية بلورية ذرية
1) كلوريد الأمونيوم
2) أكسيد السيزيوم
3) أكسيد السيليكون (الرابع).
4) الكبريت البلوري
حل.
المواد ذات الروابط الأيونية والمعدنية لها بنية غير جزيئية.
يمكن أن تحتوي المواد التي ترتبط ذراتها في جزيئاتها بروابط تساهمية على شبكات بلورية جزيئية وذرية. الشبكات البلورية الذرية: C (الماس، الجرافيت)، Si، Ge، B، SiO2، SiC (carborundum)، BN، Fe3C، TaC، الفوسفور الأحمر والأسود. يشير الباقي إلى المواد ذات الشبكة البلورية الجزيئية.
لذلك، يحتوي أكسيد السيليكون (IV) على شبكة بلورية ذرية.
الجواب: 3
مادة صلبة هشة ذات نقطة انصهار عالية، ويوصل محلولها التيار الكهربائي، ولها شبكة بلورية
2) المعدن
3) الذرية
4) الجزيئية
حل.
هذه الخصائص مميزة للمواد ذات الشبكة البلورية الأيونية.
الجواب: 1
ما مركب السيليكون الذي يحتوي على شبكة بلورية جزيئية في الحالة الصلبة؟
| 1) | 2) | 3) | 4) |
الخيار 2
الجزء أ:
أ 1. زوج من العناصر تتكون بينهما رابطة كيميائية أيونية :
أ) الكربون والكبريت، ب) الهيدروجين والنيتروجين، ج) البوتاسيوم والأكسجين، د) السيليكون والهيدروجين.
أ2.صيغة المادة ذات الرابطة التساهمية :
أ) كلوريد الصوديوم، ب) حمض الهيدروكلوريك، ج) BaO، د) Ca 3 N 2.
أ 3.الرابطة القطبية الأصغر هي:
أ) C – H، ب) C – Cl، ج) C – F، د) C – Br.
أ 4. العبارة التي δ هي رابطة، على النقيض من π، صحيحة:
أ) أقل قوة، ب) تتشكل عندما تتداخل المدارات الذرية بشكل جانبي،
ج) ليست تساهمية، د) تتكون من التداخل المحوري للمدارات الذرية.
أ5.مادة لا يوجد في جزيئها رابطة باي:
أ) الإيثيلين، ب) البنزين، ج) الأمونيا، د) النيتروجين.
أ 6. أقوى جزيء هو :
أ) ح 2، ب) ن 2، ج) ف 2، د) س 2.
أ 7. في أيون CO 3 2-، تكون ذرة الكربون في الحالة الهجينة sp 2، لذلك يكون للأيون الشكل:
أ) خطي، ب) رباعي السطوح، ج) مثلث، د) مجسم مجسم.
أ 8. تحتوي ذرة الكربون على عدد تأكسد قدره -3 وتكافؤ قدره 4 عند دمجها مع الصيغة:
أ) ثاني أكسيد الكربون 2، ب) C 2 H 6، ج) CH 3 Cl، د) CaC 2.
أ9. تحتوي الشبكة البلورية الذرية على:
أ) الصودا، ب) الماء، ج) الماس، د) البارافين.
أ 10. مادة توجد بين جزيئاتها رابطة هيدروجينية:
أ) الإيثان، ب) فلوريد الصوديوم، ج) أول أكسيد الكربون (4)، د) الإيثانول.
أ 11. اختر مجموعة من العناصر مرتبة حسب زيادة السالبية الكهربية:
أ) Cl، Si، N، O، ب) Si، P، N، F، ج) F، Cl، O، Si، د) O، N، F، Cl.
أ 12. هناك رابطة تساهمية بين الذرات، تتكون من آلية المانح والمتلقي في المادة، وصيغتها هي:
13.
أ 14.يمكن تفسير تكوين الروابط الهيدروجينية من خلال:
أ) ذوبان حمض الخليك في الماء، ب) ذوبان حمض الخليك في الماء، ب) خصائص الحمضالإيثانول,
ج) نقطة انصهار عالية للعديد من المعادن، د) عدم ذوبان الميثان في الماء.
أ 15.صيغة المادة التي لها رابطة تساهمية قطبية:
أ) Cl 2، ب) بوكل، ج) NH 3، د) O 2.
الجزء ب:
ب 1. من بين تلك المقترحة، اختر مادة يحتوي جزيئها على روابط π: H 2، CH 4، Br 2، N 2، H 2 S، CH 3 OH، NH 3. أكتب إسم هذه المادة .
ب 2.تسمى عملية تفاعل مدارات الإلكترون مما يؤدي إلى محاذاة الشكل والطاقة......
ب 3. ما اسم ظاهرة تضخم الجزيئات الغروية وترسيبها من المحلول الغروي؟
ب 4.أعط مثالاً لمادة يحتوي جزيئها على ثلاث روابط δ وواحدة π. قم بتسمية المادة في الحالة الاسمية.
ب 5.في أي المواد التالية تكون الروابط الأكثر قطبية: كلوريد الهيدروجين، الفلور، الماء، الأمونيا، كبريتيد الهيدروجين. اكتب المادة المحددة باستخدام الصيغة.
الجزء ج:
من 1.اكتب الصيغ البنائية لجميع المواد الأيزوميرية ذات التركيبة C 4 H 8. قم بتسمية كل مادة.
ج2.تكوين الصيغ البنائية للمواد: CHF 3، C 2 H 2 Br 2، O 2.
تشكل الصيغ الرسومية: Mg 3 N 2، Na 2 SO 4، KHCO 3.
ج3.
Mg 3 N 2، Cl 2، ZnSO 4، KHS، CH 3 Cl، FeOHCl 2، BrO 2، AsO 4 3-، NH 4 +
امتحانرقم 2 "بنية المادة".
الخيار 3
الجزء أ:
أ 1. الروابط الكيميائية في المواد التي صيغتها CH 4 و CaCl 2 على التوالي:
أ) القطبية الأيونية والتساهمية، ب) القطبية التساهمية والأيونية،
ج) تساهمية غير قطبية وأيونية، د) تساهمية قطبية ومعدنية.
أ2.قطبية الرابطة أكبر في المادة بالصيغة:
أ) بر 2، ب) ليبر، ج) هاربور، د) KBr
أ 3.الطبيعة الأيونية للرابطة في سلسلة المركبات Li 2 O - Na 2 O - K 2 O - Rb 2 O:
أ) يزيد، ب) ينقص، ج) لا يتغير، د) ينقص أولا، ثم يزيد.
أ 4. هناك رابطة تساهمية بين الذرات، تتكون من آلية المانح والمتلقي في المادة، وصيغتها هي:
أ) Al(OH) 3، ب) [CH 3 NH 3 ]Cl، ج) C 2 H 5 OH، د) C 6 H 12 O 6.
أ5.زوجان من الصيغ للمواد التي تحتوي جزيئاتها على روابط δ فقط:
أ) CH 4 و O 2، ب) C 2 H 5 OH و H 2 O، ج) N 2 و CO 2، د) HBr و C 2 H 4.
أ 6. أقوى اتصال من هذه:
أ) C - Cl، ب) C - F، ج) C - Br، د) C - I.
أ 7. مجموعة من صيغ المركبات التي يوجد فيها اتجاه مماثل للروابط بسبب sp3 - تهجين المدارات الإلكترونية:
أ) CH 4، C 2 H 4، C 2 H 2، ب) NH 3، CH 4، H 2 O، ج) H 2 O، C 2 H 6، C 6 H 6، د) C 3 H 8، بي سي إل 3، بي سي إل 2.
أ 8. حالة التكافؤ والأكسدة لذرة الكربون في جزيء الميثانول تساوي على التوالي:
أ) 4 و +4، ب) 4 و -2، ج) 3 و +2، د) 4 و -3.
أ9. تتميز المواد ذات الشبكة البلورية الأيونية بما يلي:
أ) ضعف الذوبان في الماء، ب) درجة الغليان العالية، ج) الانصهار، د) التطاير.
أ 10. يؤدي تكوين رابطة هيدروجينية بين الجزيئات إلى:
أ) تقليل درجة غليان المواد، ب) تقليل ذوبان المواد في الماء،
ج) إلى زيادة في درجات غليان المواد، د) إلى زيادة في تقلب المواد.
أ 11. صيغة المادة ذات الرابطة الأيونية:
أ) NH 3، ب) C 2 H 4، ج) KH، د) CCl 4.
أ 12. فقط δ - الرابطة موجودة في الجزيء:
أ) النيتروجين، ب) الإيثانول، ج) الإيثيلين، د) أول أكسيد الكربون (4).
13. يحتوي التركيب الجزيئي على مادة لها الصيغة:
أ) CH 4، ب) هيدروكسيد الصوديوم، ج) SiO 2، د) آل.
أ 14.تتكون الرابطة الهيدروجينية بين :
أ) جزيئات الماء، ب) جزيئات الهيدروجين،
ج) جزيئات الهيدروكربون، د) ذرات المعادن وذرات الهيدروجين.
أ 15.إذا قمت برج خليط الزيت النباتي والماء بقوة، تحصل على:
أ) تعليق، ب) مستحلب، ج) رغوة، د) الهباء الجوي.
الجزء ب:
ب 1. عدد أزواج الإلكترونات المشتركة بين ذرات البروم في جزيء Br2 هو ......
ب 2.ما هي الروابط التي تشكل الرابطة الثلاثية في الجزيء N 2 (اعرض إجابتك في الحالة الاسمية).
ب 3. عند عقد الشبكة المعدنية البلورية يوجد ...........
ب 4.أعط مثالاً لمادة يحتوي جزيئها على خمس روابط δ واثنين من روابط π. قم بتسمية المادة في الحالة الاسمية.
ب 5.ما هو الحد الأقصى لعدد روابط π التي يمكن أن تتشكل بين ذرتين في الجزيء؟ (تمثيل الإجابة كرقم)
الجزء ج:
من 1.اكتب الصيغ البنائية لجميع المواد الأيزوميرية ذات التركيبة C 5 H 10 O. قم بتسمية كل مادة.
ج2.تكوين الصيغ البنائية للمواد: CHCl 3، C 2 H 2 Cl 2، F 2.
تكوين الصيغ الرسومية: AlN، CaSO 4، LiHCO 3.
ج3.تحديد حالة الأكسدة في مركبات كيميائيةوالأيونات:
HNO 3، HClO 4، K 2 SO 3، KMnO 4، CH 3 F، MgOHCl 2، ClO 3 -، CrO 4 2-، NH 4 +
معلومات ذات صله.
