Презентация Химическая связь. (Лекция 3) онлайн

Содержание слайда: Лекция №3 по химии Химическая связь

Содержание слайда: План лекции Природа химической связи. Метод валентных связей. Типы химических связей. Ковалентная связь. Ее разновидности и свойства. Обменный и донорно-акцепторный механизмы образование ковалентной связи. Валентность атомов в стационарном и возбужденном состояниях. Кратность связи. Сигма- связь и пи- связь. Гибридизация атомных орбиталей. Примеры. Пространственная конфигурация молекул с sp, sp2, sp3 – гибридизацией. Ионная связь. Ненаправленность и ненасыщаемость ионной связи. Свойства веществ с ионным типом связи. Виды межмолекулярного взаимодействия. Водородная связь, ее биологическая роль.

Содержание слайда: 1.Природа химической связи. По современным представлениям химическая связь между атомами имеет электростатическую природу. Под химической связью понимают электрические силы притяжения, удерживающие частицы друг около друга. Частицы, которые принимают участие в образовании химических связей, могут быть атомами, молекулами или ионами.

Содержание слайда: Метод валентных связей. Метод валентных связей (локализованных электронных пар) предполагает, что каждая пара атомов в молекуле удерживается вместе при помощи одной или нескольких общих электронных пар. Поэтому химическая связь представляется двухэлектронной и двухцентровой, т.е. локализована между двумя атомами. В структурных формулах соединений обозначается черточкой: H-Cl, H-H, H-O-H

Содержание слайда: Типы химических связей а) Ковалентная (полярная и неполярная): образуется между двумя атомами неметаллов за счет общих электронных пар). Механизмы образования КС - обменный и донорно-акцепторный. б) Ионная: образуется за счет электростатического притяжения катиона металла и аниона неметалла. в) Металлическая: образуется в металлах за счет свободных электронов. г) Водородная: образуется между атомом водорода и атомом с высокой электроотрицательностью – F,O,N.

Содержание слайда: 2. Ковалентная связь. Ее разновидности и свойства. Ковалентная химическая связь — это связь, возникающая между атомами за счет образования общих электронных пар. Различают две разновидности ковалентной связи: неполярную и полярную. В случае неполярной ковалентной связи электронное облако, образованное общей парой электронов, или электронное облако связи, распределяется в пространстве симметрично относительно ядер обоих атомов. Примером являются двухатомные молекулы, состоящие из атомов одного элемента: Н2, Сl2, О2, N2, F2 и др., в которых электронная пара в одинаковой мере принадлежит обоим атомам. В случае полярной ковалентной связи электронное облако связи смещено к атому с большей относительной электроотрицательностью. Примером могут служить молекулы летучих неорганических соединений: НСl, Н2О, Н2S, NН3 и др. Возможен и другой механизм ее образования — донорно-акцепторный. В этом случае химическая связь возникает за счет двухэлектронного облака одного атома и свободной орбитали другого атома.

Содержание слайда: Обменный и донорно-акцепторный механизмы образование ковалентной связи. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи заключается в том, что одна частица – донор – представляет на образование связи электронную пару, а вторая – акцептор – свободную орбиталь:

Содержание слайда: 3. Валентность атомов в стационарном и возбужденном состоянии. Кратность связи. +E 2p 2p 2s 2s

Содержание слайда: σ-связь (сигма) σ-связи – это ковалентные связи, при образовании которых область перекрывания электронных орбиталей находится на линии, соединяющей ядра атомов. Все σ-связи располагаются в одной плоскости. σ-связи могут образовывать s- и s- , s- и р-, р- и р-орбитали:

Содержание слайда: π-связь (пи-связь) Связь, образованная перекрыванием атомных орбиталей по обе стороны линии, соединяющей ядра атомов, называется π -связью. π -связь может образовываться при перекрывании р и р-орбиталей, р и d-орбиталей, d и d-орбиталей, а также f и p- , f и f-орбиталей.

Содержание слайда: 4. Гибридизация атомных орбиталей. Примеры. Пространственная конфигурация молекул с sp, sp2, sp3 – гибридизацией. Гибридизация атомных орбиталей — это выравнивания орбиталей по форме и энергии. Гибридизация атомных орбиталей происходит при образовании σ-связей. Теория гибридизации была предложена американским химиком Лайнусом Полингом для объяснения структуры таких молекул как метан. Гибридизация определяет пространственную конфигурацию молекул. Различают sp, sp2, sp3 гибридизацию.

Содержание слайда: а)  sp-гибридизация. Примером является гибридизация атома беррилия: а)  sp-гибридизация. Примером является гибридизация атома беррилия: 4Be   1s22s22p0         hν     4Be * 1s22s12p1   Два неспаренные электрона у возбужденного атома Ве находятся на 2s и 2p орбиталях. В результате гибридизации образуются два гибридных облака, которые могут образовать две ковалентные связи. Рассмотренный случай гибридизации одной s- и одной р-орбитали, приводящей к образованию двух sp орбиталей, называется sp- гибридизацией.

Содержание слайда: б)  sp2 гибридизация. Гибридизация одной s  и двух р-орбиталей приводит к образованию трех гибридных sp2 орбиталей.

Содержание слайда: Например, рассмотрим гибридизацию атома бора. Например, рассмотрим гибридизацию атома бора. Неспаренные электроны у возбужденного атома бора находятся на 2s и двух 2p  орбиталях, в результате образуется три гибридные орбитали, расположенные под углом 1200 Молекула ВF3 построена в форме пирамиды.

Содержание слайда: в) sp3 гибридизация. в) sp3 гибридизация. Если в гибридизации участвуют одна  s и три p- орбитали, то имеем sp3 гибридизацию. При этом образуются четыре гибридные орбитали, вытянутых в направлениях к вершине тетраэдра, то есть  ориентированных под углом 1090281 друг к другу. Такая гибридизация имеет место в возбужденном атоме углерода при образовании молекулы СН4.  Неспаренные электроны у возбуждённого атома углерода находятся на 2s  и трёх 2р – орбиталях – это sр3 гибридизация. СН4 молекула имеет форму тетраэдра, все четыре связи С – Н равноценны.   

Содержание слайда:

Содержание слайда: 5. Ионная связь. Ненаправленность и ненасыщаемость ионной связи. Свойства веществ с ионным типом связи. Связь между ионами называется ионной связью. Соединения, которые состоят из ионов, называются ионными соединениями. Алгебраическая сумма зарядов всех ионов в молекуле ионного соединения должна быть равна нулю, потому что любая молекула является электронейтральной частицей. Образование ионов: Na0-1e=Na+1 Cl0+1e=Cl-1 Соединения ионов: Na+1+Cl-1=Na+Cl-

Содержание слайда: 6. Виды межмолекулярного взаимодействия: а) ориентационное – между двумя полярными молекулами б) индукционное – между полярной и неполярной молекулами в) дисперсионное – между двумя неполярными молекулами.

Содержание слайда: 7. Водородная связь и ее биологические свойства Водородная связь возникает между водородом и атомом с высокой электроотрицательностью (фтором,кислородом, азотом), которые принадлежат к различным молекулам и ковалентною между собой не связаны. Водородную связь обозначают точками. Водородная связь близка к межмолекулярным связям. Все межмолекулярные связи имеют низкую энергию. Энергия водородной связи низкая: 8 ÷ 40 кДж/моль. Наиболее высокая энергия водородной связи у водорода с фтором (25÷ 40 кДж/моль). Водородная связь характерна для спиртов, карбоновых кислот, в том числе высших и нуклеиновых, белков, поэтому, несмотря на низкую энергию связи, водородная связь крайне важна для жизни на Земле. За счет водородных связей образуется вторичная структура белка (α- спираль).