Shukrani kwa ambayo molekuli ya isokaboni na jambo la kikaboni. Dhamana ya kemikali inaonekana kupitia mwingiliano wa mashamba ya umeme ambayo yanaundwa na nuclei na elektroni za atomi. Kwa hiyo, malezi ya dhamana ya kemikali ya covalent inahusishwa na asili ya umeme.

Muunganisho ni nini

Neno hili linamaanisha matokeo ya hatua ya atomi mbili au zaidi, ambayo husababisha kuundwa kwa mfumo wa polyatomic wenye nguvu. Aina kuu za vifungo vya kemikali huundwa wakati nishati ya atomi ya kukabiliana inapungua. Katika mchakato wa kuunda dhamana, atomi hujaribu kukamilisha shell yao ya elektroni.

Aina za mawasiliano

Katika kemia, kuna aina kadhaa za vifungo: ionic, covalent, metali. Vifungo vya kemikali vya Covalent vina aina mbili: polar na zisizo za polar.

Je, ni utaratibu gani wa kuundwa kwake? Kifungo shirikishi cha kemikali kisicho na ncha huundwa kati ya atomi za zisizo za metali zinazofanana ambazo zina uwezo sawa wa kielektroniki. Katika kesi hii, jozi za elektroni za kawaida huundwa.

Dhamana isiyo ya polar

Mifano ya molekuli ambazo zina dhamana ya kemikali isiyo ya polar ni pamoja na halojeni, hidrojeni, nitrojeni na oksijeni.

Uunganisho huu uligunduliwa kwa mara ya kwanza mnamo 1916 na mwanakemia wa Amerika Lewis. Mwanzoni aliweka dhana, na ilithibitishwa tu baada ya uthibitisho wa majaribio.

Uunganishaji wa kemikali wa covalent unahusiana na uwezo wa kielektroniki. Kwa yasiyo ya metali ina thamani ya juu. Wakati wa mwingiliano wa kemikali wa atomi, uhamishaji wa elektroni kutoka kwa atomi moja hadi nyingine hauwezekani kila wakati kama matokeo; Dhamana ya kweli ya kemia yenye ushirikiano inaonekana kati ya atomi. Daraja la 8 la kawaida mtaala wa shule inahusisha uzingatiaji wa kina wa aina kadhaa za mawasiliano.

Dutu ambazo zina aina hii ya dhamana chini ya hali ya kawaida ni vinywaji, gesi, na pia yabisi kuwa na kiwango cha chini cha kuyeyuka.

Aina za dhamana ya covalent

Hebu tuangalie suala hili kwa undani zaidi. Ni aina gani za vifungo vya kemikali? Dhamana za ushirikiano zipo katika kubadilishana na matoleo ya wafadhili-wakubali.

Aina ya kwanza ina sifa ya mchango wa elektroni moja isiyounganishwa na kila atomi kwa uundaji wa dhamana ya kawaida ya elektroniki.

Elektroni zikiunganishwa katika kifungo cha kawaida lazima ziwe na mizunguko ya kinyume. Kama mfano wa aina hii dhamana ya ushirikiano hidrojeni inaweza kuzingatiwa. Atomi zake zinapokaribiana, mawingu yao ya elektroni hupenya ndani ya kila jingine, ambalo katika sayansi huitwa kupishana kwa mawingu ya elektroni. Matokeo yake, wiani wa elektroni kati ya nuclei huongezeka, na nishati ya mfumo hupungua.

Kwa umbali wa chini, viini vya hidrojeni hufukuza kila mmoja, na kusababisha umbali fulani bora.

Katika kesi ya aina ya wafadhili-mkubali wa dhamana ya ushirikiano, chembe moja ina elektroni na inaitwa wafadhili. Chembe ya pili ina seli ya bure ambayo jozi ya elektroni itapatikana.

Molekuli za polar

Vifungo vya kemikali vya polar vinaundwaje? Zinatokea katika hali ambapo atomi zisizo za metali zinazounganishwa zina uwezo tofauti wa elektroni. Katika hali kama hizi, elektroni zilizoshirikiwa huwekwa karibu na atomi ambayo thamani ya elektroni ni ya juu. Kama mfano wa dhamana ya polar iliyounganishwa, tunaweza kuzingatia vifungo vinavyotokea katika molekuli ya bromidi ya hidrojeni. Hapa elektroni za umma, ambazo zina jukumu la kuunda dhamana ya ushirikiano, ziko karibu na bromini kuliko hidrojeni. Sababu ya jambo hili ni kwamba bromini ina electronegativity ya juu kuliko hidrojeni.

Njia za kuamua vifungo vya covalent

Jinsi ya kufafanua vifungo vya kemikali vya polar covalent? Ili kufanya hivyo, unahitaji kujua muundo wa molekuli. Ikiwa ina atomi za vipengele tofauti, kuna kifungo cha ushirikiano katika molekuli uhusiano wa polar. Molekuli zisizo za polar zina atomi za kipengele kimoja cha kemikali. Miongoni mwa kazi zinazotolewa kama sehemu ya kozi ya kemia shuleni, kuna zile zinazohusisha kutambua aina ya muunganisho. Kazi za aina hii zinajumuishwa katika kazi za mwisho za udhibitisho katika kemia katika daraja la 9, na pia katika majaribio ya mtihani wa hali ya umoja katika kemia katika daraja la 11.

Dhamana ya Ionic

Kuna tofauti gani kati ya vifungo vya kemikali vya covalent na ionic? Ikiwa dhamana ya ushirikiano ni sifa ya zisizo za metali, basi kifungo cha ioniki huundwa kati ya atomi ambazo zina tofauti kubwa katika elektronegativity. Kwa mfano, hii ni kawaida kwa misombo ya vitu vya vikundi vya kwanza na vya pili vya vikundi kuu vya PS (metali za alkali na alkali ya ardhi) na vitu vya vikundi vya 6 na 7 vya vikundi kuu vya jedwali la upimaji (chalcogens na halojeni). )

Inaundwa kama matokeo ya mvuto wa umeme wa ions na chaji tofauti.

Vipengele vya kuunganisha ionic

Kwa kuwa sehemu za nguvu za ioni zilizoshtakiwa kinyume zinasambazwa sawasawa kwa pande zote, kila moja ina uwezo wa kuvutia chembe za ishara tofauti. Hii ni sifa ya kutokuwa na mwelekeo wa dhamana ya ionic.

Mwingiliano wa ioni mbili zilizo na ishara tofauti haimaanishi fidia kamili ya pande zote za nyanja za nguvu za kibinafsi. Hii husaidia kudumisha uwezo wa kuvutia ions katika mwelekeo mwingine, kwa hiyo, unsaturation ya dhamana ya ionic huzingatiwa.

Katika kiwanja cha ionic, kila ioni ina uwezo wa kuvutia yenyewe idadi ya wengine wa ishara kinyume kuunda kimiani kioo tabia ya ionic. Hakuna molekuli katika kioo kama hicho. Kila ioni imezungukwa katika dutu na idadi fulani maalum ya ioni za ishara tofauti.

Uunganisho wa chuma

Aina hii dhamana ya kemikali ina sifa fulani za mtu binafsi. Vyuma vina idadi ya ziada ya obiti za valence na upungufu wa elektroni.

Wakati atomi za kibinafsi zinakusanyika, obiti zao za valence hupishana, ambayo hurahisisha harakati huru ya elektroni kutoka obiti moja hadi nyingine, na kuunda dhamana kati ya atomi zote za chuma. Elektroni hizi za bure ni sifa kuu ya dhamana ya metali. Haina kueneza na mwelekeo, kwani elektroni za valence husambazwa sawasawa katika fuwele. Uwepo wa elektroni za bure katika metali huelezea baadhi yao mali za kimwili: kung'aa kwa metali, ductility, malleability, conductivity ya mafuta, opacity.

Aina ya dhamana ya ushirikiano

Inaundwa kati ya atomi ya hidrojeni na kipengele ambacho kina uwezo wa juu wa elektroni. Kuna vifungo vya hidrojeni vya intra- na intermolecular. Aina hii ya dhamana ya ushirikiano ni dhaifu zaidi inaonekana kutokana na hatua ya nguvu za umeme. Atomu ya hidrojeni ina kipenyo kidogo, na elektroni hii inapohamishwa au kutolewa, hidrojeni inakuwa ioni chanya, ikitenda kazi kwenye atomi yenye uwezo wa juu wa elektronegativity.

Miongoni mwa sifa za tabia ya dhamana ya ushirikiano ni: kueneza, mwelekeo, polarizability, polarity. Kila moja ya viashiria hivi ina maana maalum kwa kiwanja kinachoundwa. Kwa mfano, mwelekeo umeamua sura ya kijiometri molekuli.

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 vipengele vya kemikali ina asili ya kielektroniki na huundwa kwa sababu ya mwingiliano wa elektroni za nje (valence)., kwa kiasi kikubwa 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) 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 mbalimbali Unaweza kupata mizani tofauti na majedwali ya maadili ya elektronegativity. 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 na wa kikubali hakuna 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 O2, 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 kimwili za majaribio. 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 inayojumuisha elektroni huundwa. Gharama ya jumla ya ion ni -1:

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

Tafadhali 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, induction 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 , kwa kiasi 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.

Kifungo cha Covalent inayoundwa na mwingiliano wa zisizo za metali. Atomu zisizo za metali zina uwezo wa juu wa elektronegativity na huwa na kujaza safu ya elektroni ya nje na elektroni za kigeni. Atomu mbili kama hizo zinaweza kwenda katika hali thabiti ikiwa zitachanganya elektroni zao .

Wacha tuzingatie uundaji wa dhamana ya ushirika ndani rahisi vitu.

1.Uundaji wa molekuli ya hidrojeni.

Kila chembe hidrojeni ina elektroni moja. Ili mpito kwa hali thabiti, inahitaji elektroni moja zaidi.

Wakati atomi mbili zinakaribia, mawingu ya elektroni yanaingiliana. Jozi ya elektroni iliyoshirikiwa huundwa, ambayo huunganisha atomi za hidrojeni kwenye molekuli.

Nafasi kati ya nuclei mbili inashiriki elektroni zaidi kuliko sehemu zingine. Eneo lenye kuongezeka kwa wiani wa elektroni na malipo hasi. Viini vyenye chaji vyema vinavutiwa nayo, na molekuli huundwa.

Katika kesi hii, kila atomi hupokea kiwango cha nje cha elektroni mbili kilichokamilishwa na huenda katika hali thabiti.

Kifungo cha ushirikiano kutokana na kuundwa kwa jozi moja ya elektroni iliyoshirikiwa inaitwa moja.

Jozi za elektroni zilizoshirikiwa (vifungo vya covalent) huundwa kutokana na elektroni ambazo hazijaoanishwa, iko kwenye viwango vya nishati ya nje ya atomi zinazoingiliana.

Hidrojeni ina elektroni moja ambayo haijaunganishwa. Kwa vitu vingine, nambari yao ni 8 - nambari ya kikundi.

Nonmetali VII Na vikundi (halojeni) vina elektroni moja ambayo haijaunganishwa kwenye safu ya nje.

Katika zisizo za metali VI A vikundi (oksijeni, sulfuri) vina elektroni mbili kama hizo.

Katika zisizo za metali V Na vikundi (nitrojeni, fosforasi) vina elektroni tatu ambazo hazijaoanishwa.

2.Uundaji wa molekuli ya fluorine.

Atomu floridi ina elektroni saba katika ngazi ya nje. Sita kati yao huunda jozi, na ya saba haijaunganishwa.

Wakati atomi zinajiunga, jozi moja ya kawaida ya elektroni huundwa, yaani, kifungo kimoja cha ushirikiano hutokea. Kila atomi hupokea safu ya nje ya elektroni nane iliyokamilishwa. Dhamana katika molekuli ya florini pia ni moja. Vifungo sawa vipo katika molekuli klorini, bromini na iodini .

Ikiwa atomi zina elektroni kadhaa ambazo hazijaunganishwa, basi jozi mbili au tatu za kawaida huundwa.

3.Uundaji wa molekuli ya oksijeni.

Kwenye atomi oksijeni katika ngazi ya nje kuna elektroni mbili ambazo hazijaunganishwa.

Wakati atomi mbili zinaingiliana oksijeni jozi mbili za elektroni za kawaida huibuka. Kila atomi hujaza kiwango chake cha nje na hadi elektroni nane. Molekuli ya oksijeni ina dhamana mbili.

Covalent kemikali dhamana hutokea kati ya atomi zilizo na maadili sawa au sawa ya elektronegativity. Tuseme klorini na hidrojeni huwa na tabia ya kuchukua elektroni na kuchukua muundo wa gesi bora iliyo karibu zaidi, ambayo inamaanisha kuwa hakuna hata mmoja wao atakayetoa elektroni kwa mwingine. Je, bado wameunganishwa vipi? Ni rahisi - wanashiriki kwa kila mmoja, jozi ya elektroni ya kawaida huundwa.

Sasa hebu tuangalie vipengele tofauti vya kifungo cha ushirikiano.

Tofauti na misombo ya ionic, molekuli za misombo ya covalent inashikiliwa pamoja na "nguvu za intermolecular," ambazo ni dhaifu zaidi kuliko vifungo vya kemikali. Katika suala hili, vifungo vya covalent vina sifa kueneza- uundaji wa idadi ndogo ya viunganisho.

Inajulikana kuwa obiti za atomiki zinaelekezwa katika nafasi kwa namna fulani, kwa hiyo, wakati dhamana inapoundwa, kuingiliana kwa mawingu ya elektroni hutokea kwa mwelekeo fulani. Wale. mali kama hii ya dhamana covalent ni barabara kama mwelekeo.

Ikiwa dhamana ya ushirikiano katika molekuli huundwa na atomi zinazofanana au atomi na electronegativity sawa, basi dhamana hiyo haina polarity, yaani, wiani wa elektroni husambazwa kwa ulinganifu. Inaitwa dhamana isiyo ya polar covalent ( H2, Cl2, O2 ). Vifungo vinaweza kuwa moja, mbili, au tatu.

Ikiwa elektronegativity ya atomi hutofautiana, basi zinapounganishwa, wiani wa elektroni husambazwa kwa usawa kati ya atomi na fomu. dhamana ya polar ya ushirikiano(HCl, H 2 O, CO), wingi wa ambayo inaweza pia kuwa tofauti. Bondi ya aina hii inapoundwa, ndivyo atomi ya elektronegative hupata chaji hasi kwa sehemu, na atomi iliyo na uwezo mdogo wa kielektroniki hupata chaji chanya ya sehemu (δ- na δ+). Dipole ya umeme huundwa ambayo malipo ya ishara tofauti iko kwa umbali fulani kutoka kwa kila mmoja. Wakati wa dipole hutumiwa kama kipimo cha polarity ya dhamana:

Polarity ya uunganisho inajulikana zaidi, wakati mkubwa zaidi wa dipole. Molekuli hazitakuwa za polar ikiwa wakati wa dipole ni sifuri.

Kuhusiana na vipengele vilivyo hapo juu, tunaweza kuhitimisha kuwa misombo ya covalent ni tete na ina kiwango cha chini cha kuyeyuka na kuchemsha. Umeme wa sasa hauwezi kupitia viunganisho hivi, kwa hiyo ni waendeshaji duni na vihami vyema. Wakati joto linatumiwa, misombo mingi yenye vifungo vya covalent huwaka. Kwa sehemu kubwa hizi ni hidrokaboni, pamoja na oksidi, sulfidi, halidi za metali zisizo na metali za mpito.

Kwa mara ya kwanza kuhusu dhana kama hiyo dhamana ya ushirikiano Wanasayansi wa kemikali walianza kuzungumza baada ya ugunduzi wa Gilbert Newton Lewis, ambao alielezea kama ujamaa wa elektroni mbili. Masomo ya baadaye yalifanya iwezekane kuelezea kanuni ya uunganisho wa ushirika yenyewe. Neno covalent inaweza kuzingatiwa ndani ya mfumo wa kemia kama uwezo wa atomi kuunda vifungo na atomi zingine.

Hebu tueleze kwa mfano:

Kuna atomi mbili zilizo na tofauti kidogo katika uwezo wa elektroni (C na CL, C na H). Kama sheria, hizi ziko karibu iwezekanavyo kwa muundo wa ganda la elektroni la gesi nzuri.

Wakati masharti haya yametimizwa, mvuto wa viini vya atomi hizi kwa jozi ya elektroni inayojulikana kwao hutokea. Katika kesi hii, mawingu ya elektroni hayaingiliani tu, kama ilivyo kwa dhamana ya ushirikiano, ambayo inahakikisha muunganisho wa kuaminika wa atomi mbili kwa sababu ya ukweli kwamba wiani wa elektroni husambazwa tena na nishati ya mfumo inabadilika, ambayo husababishwa na "kuvuta" kwa wingu la elektroni la mwingine kwenye nafasi ya nyuklia ya atomi moja. Kadiri mwingiliano wa pande zote wa mawingu ya elektroni unavyozidi kuongezeka, ndivyo uunganisho wenye nguvu unavyozingatiwa.

Kuanzia hapa, dhamana ya ushirikiano- hii ni malezi ambayo yaliibuka kupitia ujamaa wa elektroni mbili za atomi mbili.

Kama sheria, vitu vilivyo na kimiani cha kioo cha Masi huundwa kupitia vifungo vya ushirika. Vipengele vya sifa ni pamoja na kuyeyuka na kuchemsha kwa joto la chini, umumunyifu duni katika maji na conductivity ya chini ya umeme. Kutokana na hili tunaweza kuhitimisha: muundo wa vipengele kama vile germanium, silicon, klorini, na hidrojeni ni msingi wa kifungo cha ushirikiano.

Tabia ya aina hii ya unganisho:

1. Kueneza. Sifa hii kawaida hueleweka kama idadi ya juu zaidi ya vifungo ambavyo atomi maalum zinaweza kuanzisha. Kiasi hiki kinatambuliwa na jumla ya idadi ya obiti hizo katika atomi zinazoweza kushiriki katika uundaji wa vifungo vya kemikali. Valence ya atomi, kwa upande mwingine, inaweza kuamua na idadi ya orbital tayari kutumika kwa kusudi hili.
2. Kuzingatia. Atomi zote hujitahidi kuunda vifungo vyenye nguvu zaidi. Nguvu kubwa zaidi hupatikana wakati mwelekeo wa anga wa mawingu ya elektroni ya atomi mbili unapatana, kwani huingiliana. Kwa kuongezea, ni mali hii ya dhamana ya ushirikiano, kama vile mwelekeo, ambayo inathiri mpangilio wa anga wa molekuli, ambayo ni, inawajibika kwa "sura yao ya kijiometri".
3. Polarizability. Msimamo huu unatokana na wazo kwamba kuna aina mbili za vifungo vya ushirikiano:

• polar au asymmetrical. Kifungo cha aina hii kinaweza tu kuundwa na atomi za aina tofauti, i.e. zile ambazo uwezo wao wa kielektroniki hutofautiana sana, au katika hali ambapo jozi ya elektroni iliyoshirikiwa imeshirikiwa kwa ulinganifu.
• hutokea kati ya atomi ambazo elektronegativity yake ni sawa kivitendo na ambayo usambazaji wa msongamano wa elektroni ni sare.

Kwa kuongeza, kuna baadhi ya kiasi:

• Nishati ya mawasiliano. Parameta hii ina sifa ya dhamana ya polar kwa suala la nguvu zake. Nishati inahusu kiasi cha joto ambacho kilikuwa muhimu kuvunja dhamana kati ya atomi mbili, pamoja na kiasi cha joto ambacho kilitolewa wakati wa uhusiano wao.
• Chini ya urefu wa dhamana na katika kemia ya molekuli urefu wa mstari ulionyooka kati ya viini vya atomi mbili hueleweka. Kigezo hiki pia kinaonyesha nguvu ya unganisho.
• Dipole moment- kiasi ambacho kinaonyesha polarity ya dhamana ya valence.