Kifungo cha kemikali cha ushirikiano huundwa kati ya atomi. Covalent kemikali dhamana. Aina za dhamana ya kemikali: dhamana ya ushirikiano

Kemikali chembe za msingi huwa na kuungana na kila mmoja kwa njia ya malezi ya mahusiano maalum. Wao ni polar na yasiyo ya polar. Kila mmoja wao ana utaratibu maalum wa malezi na hali ya tukio.

Hii ni nini

Kifungo cha ushirikiano ni malezi ambayo hutokea kwa vipengele vilivyo na mali zisizo za metali. Uwepo wa kiambishi awali "ko" unaonyesha ushiriki wa pamoja wa elektroni za atomiki za vipengele tofauti.

Wazo la "valence" linamaanisha uwepo wa nguvu fulani. Kuibuka kwa uhusiano kama huo hutokea kupitia ujamaa wa elektroni za atomiki ambazo hazina "jozi."

Vifungo hivi vya kemikali hutokea kutokana na kuonekana kwa "benki ya nguruwe" ya elektroni, ambayo ni ya kawaida kwa chembe zote zinazoingiliana. Kuonekana kwa jozi za elektroni ni kutokana na kuingiliana kwa obiti za elektroni. Aina hizi za mwingiliano hutokea kati ya mawingu ya elektroni vipengele vyote viwili.

Muhimu! Kifungo cha ushirikiano hutokea wakati jozi ya obiti inapochanganyika.

Dutu zenye muundo ulioelezewa ni:

• gesi nyingi;
• pombe;
• wanga;
• protini;
• asidi za kikaboni.

Kifungo cha kemikali cha ushirika huundwa kwa sababu ya malezi ya jozi za umma za elektroni katika vitu rahisi au misombo tata. Inatokea polar na yasiyo ya polar.

Jinsi ya kuamua asili ya dhamana ya kemikali? Ili kufanya hivyo unahitaji kuangalia sehemu ya atomiki ya chembe, iliyopo kwenye fomula.

Vifungo vya kemikali vya aina iliyoelezwa huundwa tu kati ya vipengele ambapo mali zisizo za metali hutawala.

Ikiwa kiwanja kina atomi za metali sawa au tofauti, basi uhusiano unaotokea kati yao ni "covalent".

Wakati chuma na zisizo za chuma zipo kwenye kiwanja kwa wakati mmoja, uhusiano unasemekana kuundwa.

Muundo na "fito"

Kifungo cha polar shirikishi huunganisha atomi za vitu visivyo vya metali vya asili tofauti kwa kila kimoja. Hizi zinaweza kuwa atomi:

• fosforasi na;
• klorini na;
• amonia.

Kuna ufafanuzi mwingine wa vitu hivi. Inapendekeza kwamba "mnyororo" huu hutengenezwa kati ya zisizo za metali na fahirisi tofauti za elektronegativity. Katika visa vyote viwili, anuwai "imesisitizwa" vipengele vya kemikali-atomi ambapo uhusiano huu ulizuka.

Fomula ya dutu iliyo na dhamana ya polar covalent ni:

• HAPANA na wengine wengi.

Misombo iliyowasilishwa chini ya hali ya kawaida inaweza kuwa kioevu au gesi majimbo ya kujumlisha. Fomula ya Lewis husaidia kuelewa kwa usahihi zaidi utaratibu wa kuunganisha viini vya atomiki.

Jinsi inavyoonekana

Utaratibu wa uundaji wa dhamana shirikishi kwa chembe za atomiki na maana tofauti elektronegativity inakuja chini ya malezi ya msongamano wa jumla wa asili ya elektroni.

Kawaida hubadilika hadi kwa kipengee ambacho kina uwezo wa juu zaidi wa elektroni. Inaweza kuamua kwa kutumia meza maalum.

Kwa sababu ya kuhamishwa kwa jozi ya kawaida ya "elektroni" kuelekea kipengee kilicho na thamani ya juu ya elektroni, malipo hasi huundwa juu yake.

Ipasavyo, kipengele kingine kitapokea malipo chanya ya sehemu. Matokeo yake muunganisho huundwa kwa nguzo mbili zenye chaji tofauti.

Mara nyingi, wakati wa kuunda uhusiano wa polar, utaratibu wa kukubalika au utaratibu wa kukubali wafadhili hutumiwa. Mfano wa dutu inayoundwa na utaratibu huu ni molekuli ya amonia. Ndani yake, nitrojeni hupewa obiti ya bure, na hidrojeni hupewa elektroni ya bure. Jozi ya elektroni ya pamoja inayounda inachukua obiti fulani ya nitrojeni, kama matokeo ambayo kipengele kimoja kinakuwa wafadhili na kingine kikubali.

Utaratibu ulioelezwa uundaji wa dhamana ya ushirikiano, kama aina ya mwingiliano, si ya kawaida kwa misombo yote yenye kuunganisha polar. Mifano ni pamoja na vitu vya kikaboni na asili ya isokaboni.

Kuhusu muundo usio wa polar

Kifungo shirikishi cha nonpolar huunganisha vipengele na sifa zisizo za metali ambazo zina maadili sawa ya elektronegativity. Kwa maneno mengine, vitu vilivyo na viambatanisho vya nonpolar ni misombo inayojumuisha viwango tofauti vya nonmetali zinazofanana.

Fomula ya dutu iliyo na kifungo shirikishi cha nonpolar:

Mifano ya misombo inayoangukia katika kategoria hii ni vitu vya muundo rahisi. Katika malezi ya aina hii ya mwingiliano, kama mwingiliano mwingine usio wa metali, elektroni "za nje" zinahusika.

Katika baadhi ya maandiko huitwa valence. Kwa inahusu idadi ya elektroni zinazohitajika ili kukamilisha shell ya nje. Atomu inaweza kutoa au kupokea chembe zenye chaji hasi.

Uhusiano ulioelezwa ni wa jamii ya minyororo ya elektroni mbili au mbili-kituo. Katika kesi hii, jozi ya elektroni inachukua msimamo wa jumla kati ya obiti mbili za vipengele. Katika fomula za kimuundo, jozi ya elektroni imeandikwa kama bar ya usawa au "-". Kila mstari unaonyesha idadi ya jozi za elektroni zilizoshirikiwa kwenye molekuli.

Kuvunja vitu na aina hii ya uhusiano, ni muhimu kutumia kiwango cha juu cha nishati, kwa hiyo vitu hivi ni kati ya nguvu zaidi kwa kiwango cha nguvu.

Makini! Jamii hii inajumuisha almasi - moja ya misombo yenye nguvu katika asili.

Jinsi inavyoonekana

Kwa mujibu wa utaratibu wa kukubali wafadhili, vifungo vya nonpolar ni kivitendo haviunganishwa. Kifungo cha ushirika cha nonpolar ni muundo unaoundwa kwa kugawana jozi za elektroni. Jozi hizi ni sawa kwa atomi zote mbili. Kuunganisha nyingi kwa Fomula ya Lewis kwa usahihi zaidi inatoa wazo la utaratibu wa uunganisho wa atomi kwenye molekuli.

Kufanana kati ya vifungo vya polar na nonpolar ni kuonekana kwa wiani wa kawaida wa elektroni. Tu katika kesi ya pili, "benki za nguruwe" za elektroni ni sawa na atomi zote mbili, zikichukua nafasi kuu. Matokeo yake, malipo ya sehemu chanya na hasi hayaundwa, ambayo ina maana kwamba "minyororo" inayotokana sio polar.

Muhimu! Uunganisho usio wa polar husababisha uundaji wa jozi ya elektroni iliyoshirikiwa, na kufanya kiwango cha mwisho cha elektroni cha atomi kukamilika.

Mali ya vitu na miundo iliyoelezwa kutofautiana kwa kiasi kikubwa juu ya mali ya vitu vyenye mwingiliano wa metali au ionic.

Ni nini dhamana ya covalent ya polar

Ni aina gani za vifungo vya kemikali?

Sio siri kuwa kemia ni sayansi ngumu na tofauti. Athari nyingi tofauti, vitendanishi, kemikali na ngumu zingine na masharti yasiyoeleweka- wote huingiliana na kila mmoja. Lakini jambo kuu ni kwamba tunashughulika na kemia kila siku, haijalishi ikiwa tunamsikiliza mwalimu darasani na kujifunza. nyenzo mpya au tunatengeneza chai, ambayo kwa ujumla pia ni mchakato wa kemikali.

Inaweza kuhitimishwa kuwa unahitaji tu kujua kemia, kuielewa na kujua jinsi ulimwengu wetu au baadhi ya sehemu zake zinavyofanya kazi ni ya kuvutia, na, zaidi ya hayo, yenye manufaa.

Sasa tunapaswa kushughulika na neno kama vile dhamana ya ushirikiano, ambayo, kwa njia, inaweza kuwa polar au isiyo ya polar. Kwa njia, neno "covalent" yenyewe linatokana na Kilatini "co" - pamoja na "vales" - kuwa na nguvu.

Muonekano wa neno

Hebu tuanze na ukweli kwamba Neno "covalent" lilianzishwa kwa mara ya kwanza mnamo 1919 na Irving Langmuir - mshindi wa tuzo Tuzo la Nobel. Wazo la "covalent" linamaanisha dhamana ya kemikali ambayo atomi zote mbili hushiriki elektroni, ambayo inaitwa milki ya pamoja. Kwa hiyo, kwa mfano, inatofautiana na metali, ambayo elektroni ni bure, au kutoka kwa ionic, ambapo mtu hutoa kabisa elektroni kwa mwingine. Ikumbukwe kwamba huundwa kati ya zisizo za metali.

Kulingana na hapo juu, tunaweza kuteka hitimisho ndogo kuhusu jinsi mchakato huu ulivyo. Inatokea kati ya atomi kutokana na kuundwa kwa jozi za elektroni za kawaida, na jozi hizi hutokea kwenye sublevels za nje na za awali za elektroni.

Mifano, vitu vyenye polarity:

Aina za dhamana ya covalent

Pia kuna aina mbili: polar na, ipasavyo, vifungo vya nonpolar. Tutachambua sifa za kila mmoja wao kando.

Covalent polar - malezi

Neno "polar" linamaanisha nini?

Kinachotokea kawaida ni kwamba atomi mbili zina uwezo tofauti wa elektroni, kwa hivyo elektroni wanazoshiriki sio sawa, lakini huwa karibu na moja kuliko nyingine. Kwa mfano, molekuli ya kloridi ya hidrojeni, ambayo elektroni za dhamana ya covalent ziko karibu na atomi ya klorini, kwani electronegativity yake ni ya juu kuliko ile ya hidrojeni. Hata hivyo, kwa kweli, tofauti katika mvuto wa elektroni ni ndogo ya kutosha kwa uhamisho kamili wa elektroni kutoka kwa hidrojeni hadi klorini kutokea.

Matokeo yake, wakati polar, wiani wa elektroni hubadilika kwa moja ya elektroni zaidi, na malipo mabaya ya sehemu yanaonekana juu yake. Kwa upande wake, kiini ambacho elektronegativity yake ni ya chini hukua, ipasavyo, chaji chanya cha sehemu.

Tunahitimisha: polar hutokea kati ya nonmetals tofauti ambayo hutofautiana katika maadili ya electronegativity yao, na elektroni ziko karibu na kiini na electronegativity kubwa zaidi.

Electronegativity ni uwezo wa baadhi ya atomi kuvutia elektroni kutoka kwa wengine, na hivyo kutengeneza mmenyuko wa kemikali.

Mifano ya polar covalent, vitu vilivyo na dhamana ya polar covalent:

Fomula ya dutu yenye dhamana ya polar covalent

Covalent nonpolar, tofauti kati ya polar na nonpolar

Na hatimaye, isiyo ya polar, hivi karibuni tutajua ni nini.

Tofauti kuu kati ya zisizo za polar na polar- hii ni ulinganifu. Ikiwa katika kesi ya dhamana ya polar elektroni ziko karibu na atomi moja, basi katika dhamana isiyo ya polar elektroni zilipatikana kwa ulinganifu, yaani, sawa na wote wawili.

Ni vyema kutambua kwamba mashirika yasiyo ya polar hutokea kati ya atomi zisizo za chuma za kipengele kimoja cha kemikali.

Kwa mfano, vitu vilivyo na vifungo visivyo vya polar covalent:

Pia, mkusanyiko wa elektroni mara nyingi huitwa wingu la elektroni tu, kwa kuzingatia hili tunahitimisha kwamba wingu la elektroniki la mawasiliano, ambalo huunda jozi ya kawaida ya elektroni, inasambazwa katika nafasi kwa ulinganifu, au sawasawa kuhusiana na nuclei ya wote wawili.

Mifano ya dhamana ya ushirikiano ya nonpolar na mpango wa kuunda dhamana ya ushirikiano isiyo ya polar

Lakini pia ni muhimu kujua jinsi ya kutofautisha kati ya polar covalent na nonpolar.

Covalent nonpolar- hizi ni atomi za dutu moja kila wakati. H2. CL2.

Nakala hii imekamilika, sasa tunajua mchakato huu wa kemikali ni nini, tunajua jinsi ya kuifafanua na aina zake, tunajua fomula za uundaji wa vitu, na kwa ujumla kidogo zaidi juu ya ulimwengu wetu mgumu, mafanikio katika kemia na uundaji wa fomula mpya.

Na mawasiliano ya vituo vitatu vya elektroni mbili.

Kwa kuzingatia tafsiri ya takwimu ya kazi ya wimbi la M. Born Born, wiani wa uwezekano wa kupata elektroni za kuunganisha hujilimbikizia nafasi kati ya nuclei ya molekuli (Mchoro 1). Nadharia ya kurudisha nyuma kwa jozi ya elektroni inazingatia vipimo vya kijiometri vya jozi hizi. Kwa hivyo, kwa vitu vya kila kipindi kuna radius fulani ya wastani ya jozi ya elektroni (Å):

0.6 kwa vipengele hadi neon; 0.75 kwa vipengele hadi argon; 0.75 kwa vipengele hadi kryptoni na 0.8 kwa vipengele hadi xenon.

Tabia ya tabia ya dhamana ya ushirikiano

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

• Mwelekeo wa uunganisho umewekwa na muundo wa Masi ya dutu na sura ya kijiometri molekuli zao.

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 kutokana na tofauti za elektronegativity ya 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 kuzishikilia 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 + .

Historia ya neno

Neno "covalent bond" lilianzishwa kwanza na mshindi wa Tuzo ya Nobel Irving Langmuir mwaka wa 1919. Neno hilo lilirejelea kifungo cha kemikali kutokana na umiliki wa pamoja wa elektroni, kinyume na kifungo cha metali, ambapo elektroni zilikuwa huru, au kifungo cha ionic, ambapo moja ya atomi ilitoa elektroni na kuwa cation, na. atomu nyingine ilikubali elektroni na kuwa anion.

Mawasiliano ya Elimu

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 kwa muda mrefu ilibaki haijulikani. 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 ya 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 kuundwa kwa 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 kielektroniki 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.

Dhamana ya kemikali- mwingiliano wa kielektroniki kati ya elektroni na viini, na kusababisha uundaji wa molekuli.

Vifungo vya kemikali huundwa na elektroni za valence. Kwa vipengele vya s na p, elektroni za valence ni elektroni za safu ya nje, kwa d-elements - s-elektroni za safu ya nje na d-elektroni za safu ya nje ya nje. Wakati dhamana ya kemikali inapoundwa, atomi hukamilisha ganda lao la elektroni kwenye ganda la gesi adhimu inayolingana.

Urefu wa kiungo- umbali wa wastani kati ya viini vya atomi mbili zilizounganishwa kwa kemikali.

Nishati ya dhamana ya kemikali- kiasi cha nishati kinachohitajika kuvunja dhamana na kutupa vipande vya molekuli kwa umbali mkubwa sana.

Pembe ya dhamana- pembe kati ya mistari inayounganisha atomi zilizounganishwa kwa kemikali.

Aina zifuatazo kuu za vifungo vya kemikali zinajulikana: covalent (polar na yasiyo ya polar), ionic, metali na hidrojeni.

Covalent inayoitwa dhamana ya kemikali iliyoundwa kutokana na kuundwa kwa jozi ya elektroni ya kawaida.

Ikiwa dhamana imeundwa na jozi ya elektroni zilizoshirikiwa, sawa na atomi zote zinazounganisha, basi inaitwa. covalent nonpolar dhamana. Kifungo hiki kipo, kwa mfano, katika molekuli H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2, Br 2, I 2. Kifungo cha ushirika kisicho cha polar hutokea kati ya atomi zinazofanana, na wingu la elektroni linaloziunganisha linasambazwa sawasawa kati yao.

Katika molekuli kati ya atomi mbili, idadi tofauti ya vifungo vya covalent vinaweza kuundwa (kwa mfano, moja katika molekuli za halojeni F 2, Cl 2, Br 2, I 2, tatu katika molekuli ya nitrojeni N 2).

Covalent polar dhamana hutokea kati ya atomi zilizo na uwezo tofauti wa kielektroniki. Jozi ya elektroni inayoiunda huhamishwa kuelekea atomi isiyo na umeme zaidi, lakini inabaki kuhusishwa na nuclei zote mbili. Mifano ya misombo yenye dhamana ya polar ya ushirikiano: HBr, HI, H 2 S, N 2 O, nk.

Ionic inayoitwa kesi ya kuzuia ya dhamana ya polar, ambayo jozi ya elektroni huhamishwa kabisa kutoka kwa atomi moja hadi nyingine na chembe zilizounganishwa hugeuka kuwa ioni.

Kwa kusema kweli, misombo pekee ambayo tofauti ya ugavi wa elektroni ni kubwa kuliko 3 inaweza kuainishwa kama misombo yenye vifungo vya ioni, lakini ni misombo michache sana kama hiyo inayojulikana. Hizi ni pamoja na floridi za alkali na madini ya alkali ya ardhi. Inaaminika kwa kawaida kuwa uunganisho wa ioni hutokea kati ya atomi za vipengele ambavyo tofauti ya elektronegativity yake ni kubwa kuliko 1.7 kwenye mizani ya Pauling.. Mifano ya michanganyiko iliyo na vifungo vya ionic: NaCl, KBr, Na 2 O. Mizani ya Pauling itajadiliwa kwa undani zaidi katika somo linalofuata.

Chuma piga dhamana ya kemikali kati ya ioni chanya katika fuwele za chuma, ambayo hutokea kama matokeo ya mvuto wa elektroni zinazohamia kwa uhuru katika kioo cha chuma.

Atomi za chuma hubadilishwa kuwa cations, na kutengeneza metali kimiani kioo. Zinashikiliwa kwenye kimiani hii na elektroni zinazofanana na chuma kizima (gesi ya elektroni).

Kazi za mafunzo

1. Kila moja ya dutu ambayo fomula zake huundwa kwa dhamana ya ushirikiano isiyo ya polar

1) O 2, H 2, N 2
2) Al, O 3, H 2 SO 4
3) Na, H 2, NaBr
4) H 2 O, O 3, Li 2 SO 4

2. Kila moja ya vitu ambavyo fomula zake huundwa na dhamana ya polar ya ushirikiano

1) O 2, H 2 SO 4, N 2
2) H 2 SO 4, H 2 O, HNO 3
3) NaBr, H 3 PO 4, HCl
4) H 2 O, O 3, Li 2 SO 4

3. Kila moja ya vitu ambavyo fomula zake huundwa tu na vifungo vya ionic

1) CaO, H 2 SO 4, N 2
2) BaSO 4, BaCl 2, BaNO 3
3) NaBr, K 3 PO 4, HCl
4) RbCl, Na 2 S, LiF

4. Kuunganishwa kwa chuma ni kawaida kwa vipengele vya orodha

1) Ba, Rb, Se
2) Cr, Ba, Si
3) Na, P, Mg
4) Rb, Na, Cs

5. Michanganyiko iliyo na viunga vya ioni pekee na viunganishi vya polar pekee ndivyo vinavyofuatana

1) HCl na Na 2 S
2) Kr na Al(OH) 3
3) NaBr na P 2 O 5
4) P 2 O 5 na CO 2

6. Dhamana ya Ionic kuundwa kati ya vipengele

1) klorini na bromini
2) bromini na sulfuri
3) cesium na bromini
4) fosforasi na oksijeni

7. dhamana ya polar covalent huundwa kati ya vipengele

1) oksijeni na potasiamu
2) sulfuri na fluorine
3) bromini na kalsiamu
4) rubidium na klorini

8. Katika misombo ya hidrojeni tete ya vipengele vya kikundi VA cha kipindi cha 3, dhamana ya kemikali

1) polar covalent
2) covalent nonpolar
3) ionic
4) chuma

9. Katika oksidi za juu za vipengele vya kipindi cha 3, aina ya kifungo cha kemikali hubadilika na kuongezeka kwa idadi ya atomiki ya kipengele.

1) kutoka dhamana ya ionic hadi dhamana ya polar covalent
2) kutoka metali hadi covalent nonpolar
3) kutoka kwa dhamana ya polar iliyounganishwa hadi dhamana ya ionic
4) kutoka kwa dhamana ya polar ya covalent hadi dhamana ya metali

10. Urefu wa dhamana ya kemikali ya E-H huongezeka kwa idadi ya vitu

1) HI - PH 3 - HCl
2) PH 3 – HCl – H 2 S
3) HI – HCl – H 2 S
4) HCl - H 2 S - PH 3

11. Urefu wa dhamana ya kemikali ya E-H hupungua kwa idadi ya vitu

1) NH 3 - H 2 O - HF
2) PH 3 – HCl – H 2 S
3) HF - H 2 O - HCl
4) HCl - H 2 S - HBr

12. Idadi ya elektroni zinazoshiriki katika uundaji wa vifungo vya kemikali katika molekuli ya kloridi ya hidrojeni ni

1) 4
2) 2
3) 6
4) 8

13. Idadi ya elektroni zinazoshiriki katika uundaji wa vifungo vya kemikali katika molekuli ya P 2 O 5 ni

1) 4
2) 20
3) 6
4) 12

14. Katika fosforasi (V) kloridi dhamana ya kemikali ni

1) ionic
2) polar covalent
3) covalent nonpolar
4) chuma

15. Dhamana ya kemikali ya polar zaidi katika molekuli

1) floridi hidrojeni
2) kloridi hidrojeni
3) maji
4) sulfidi hidrojeni

16. Angalau dhamana ya kemikali ya polar katika molekuli

1) kloridi hidrojeni
2) bromidi hidrojeni
3) maji
4) sulfidi hidrojeni

17. Kutokana na jozi ya elektroni ya kawaida, dhamana huundwa katika dutu

1) Mg
2) H2
3) NaCl
4) CaCl2

18. Kifungo cha ushirikiano huundwa kati ya vipengele ambavyo nambari zake za atomiki

1) 3 na 9
2) 11 na 35
3) 16 na 17
4) 20 na 9

19. Kifungo cha ionic huundwa kati ya vitu ambavyo nambari za atomiki

1) 13 na 9
2) 18 na 8
3) 6 na 8
4) 7 na 17

20. Katika orodha ya vitu ambavyo fomula zake ni misombo yenye vifungo vya ionic pekee, hii ni

1) NAF, CaF 2
2) NaNO 3, N 2
3) O 2, SO 3
4) Ca(NO 3) 2, AlCl 3

Kifungo cha kemikali ni mwingiliano wa chembe (ioni au atomi), ambayo hufanyika katika mchakato wa kubadilishana elektroni ziko kwenye kiwango cha mwisho cha elektroniki. Kuna aina kadhaa za vifungo vile: covalent (imegawanywa katika mashirika yasiyo ya polar na polar) na ionic. Katika makala hii tutakaa kwa undani zaidi juu ya aina ya kwanza ya vifungo vya kemikali - covalent. Na kuwa sahihi zaidi, katika fomu yake ya polar.

Kifungo cha upatano wa polar ni kifungo cha kemikali kati ya mawingu ya elektroni ya valence ya atomi za jirani. Kiambishi awali "co-" kinamaanisha "pamoja" katika kesi hii, na shina "valence" inatafsiriwa kama nguvu au uwezo. Elektroni hizo mbili zinazounganishwa na kila mmoja huitwa jozi ya elektroni.

Hadithi

Neno hili lilitumiwa kwa mara ya kwanza katika muktadha wa kisayansi na mwanakemia mshindi wa Tuzo ya Nobel Irving Lenngrum. Hii ilitokea mnamo 1919. Katika kazi yake, mwanasayansi alielezea kwamba dhamana ambayo elektroni za kawaida kwa atomi mbili huzingatiwa ni tofauti na moja ya metali au ionic. Hii inamaanisha kuwa inahitaji jina tofauti.

Baadaye, tayari katika 1927, F. London na W. Heitler, wakichukua kama mfano molekuli ya hidrojeni kama kemikali na kimwili zaidi. mfano rahisi, alielezea kifungo cha ushirikiano. Walichukua suala hilo kutoka upande mwingine, na walithibitisha uchunguzi wao kwa kutumia mechanics ya quantum.

Kiini cha majibu

Mchakato wa kubadilisha hidrojeni ya atomiki kuwa hidrojeni ya molekuli ni mmenyuko wa kawaida wa kemikali, ishara ya ubora ambayo ni kutolewa kwa joto kubwa wakati elektroni mbili zinapochanganyika. Inaonekana kitu kama hiki: atomi mbili za heliamu hukaribiana, kila moja ikiwa na elektroni moja kwenye obiti yao. Kisha mawingu haya mawili yanakuja karibu na kuunda mpya, sawa na shell ya heliamu, ambayo elektroni mbili tayari zinazunguka.

Magamba ya elektroni yaliyokamilishwa ni thabiti zaidi kuliko yale ambayo hayajakamilika, kwa hivyo nishati yao ni ya chini sana kuliko ile ya atomi mbili tofauti. Wakati molekuli inapoundwa, joto la ziada hutupwa kwenye mazingira.

Uainishaji

Katika kemia, kuna aina mbili za vifungo vya ushirikiano:

1. Kifungo shirikishi cha nonpolar kilichoundwa kati ya atomi mbili za kipengele kisichokuwa cha metali sawa, kama vile oksijeni, hidrojeni, nitrojeni, kaboni.
2. Mshikamano wa polar covalent hutokea kati ya atomi za nonmetali tofauti. Mfano mzuri inaweza kuwa molekuli ya kloridi hidrojeni. Wakati atomi za elementi mbili zinapochanganyikana, elektroni ambayo haijaoanishwa kutoka kwa hidrojeni huhamishwa hadi kiwango cha mwisho cha elektroni cha atomi ya klorini. Kwa hivyo, malipo mazuri huundwa kwenye atomi ya hidrojeni, na malipo hasi kwenye atomi ya klorini.

Dhamana ya wafadhili-mkubali pia ni aina ya kifungo cha ushirikiano. Iko katika ukweli kwamba atomi moja ya jozi hutoa elektroni zote mbili, kuwa wafadhili, na atomi inayopokea, ipasavyo, inachukuliwa kuwa mpokeaji. Wakati dhamana inapoundwa kati ya atomi, malipo ya wafadhili huongezeka kwa moja, na malipo ya mpokeaji hupungua.

Uunganisho wa semipolar - e e inaweza kuchukuliwa kuwa aina ndogo ya mpokeaji wa wafadhili. Tu katika kesi hii atomi huunganisha, moja ambayo ina orbital kamili ya elektroni (halojeni, fosforasi, nitrojeni), na ya pili - elektroni mbili zisizo na paired (oksijeni). Uundaji wa unganisho hufanyika katika hatua mbili:

• kwanza, elektroni moja huondolewa kutoka kwa jozi moja na kuongezwa kwa wale wasiounganishwa;
• umoja wa electrodes iliyobaki isiyo na paired, yaani, dhamana ya polar covalent huundwa.

Mali

Kifungo cha mshikamano wa polar kina sifa zake za kimwili na kemikali, kama vile mwelekeo, kueneza, polarity, polarizability. Wanaamua sifa za molekuli zinazosababisha.

Mwelekeo wa kifungo hutegemea muundo wa baadaye wa molekuli ya dutu inayosababisha, yaani juu ya umbo la kijiometri ambalo atomi mbili huunda wakati wa kuunganisha.

Kueneza kunaonyesha ni vifungo vingapi vya ushirika chembe moja ya dutu inaweza kuunda. Nambari hii imepunguzwa na idadi ya obiti za atomiki za nje.

Polarity ya molekuli hutokea kwa sababu wingu la elektroni linaloundwa kutoka kwa elektroni mbili tofauti halina usawa karibu na mduara wake wote. Hii hutokea kutokana na tofauti katika malipo hasi katika kila mmoja wao. Ni mali hii ambayo huamua ikiwa dhamana ni ya polar au isiyo ya polar. Atomi mbili za kipengele kimoja zinapochanganyika, wingu la elektroni huwa na ulinganifu, ambayo ina maana kwamba kifungo cha ushirikiano si cha polar. Na ikiwa atomi za vitu tofauti huchanganyika, wingu la elektroni asymmetric huundwa, kinachojulikana wakati wa dipole wa molekuli.

Uwekaji rangi huonyesha jinsi elektroni katika molekuli zinavyohamishwa kwa uthabiti chini ya ushawishi wa mawakala wa nje wa kimwili au kemikali, kama vile umeme au shamba la sumaku, chembe nyingine.

Sifa mbili za mwisho za molekuli inayosababisha huamua uwezo wake wa kuguswa na vitendanishi vingine vya polar.

Dhamana ya Sigma na dhamana ya pi

Uundaji wa vifungo hivi hutegemea usambazaji wa wiani wa elektroni katika wingu la elektroni wakati wa kuundwa kwa molekuli.

Dhamana ya sigma ina sifa ya kuwepo kwa mkusanyiko mnene wa elektroni kando ya mhimili unaounganisha nuclei ya atomi, yaani, katika ndege ya usawa.

Kifungo cha pi kina sifa ya kuunganishwa kwa mawingu ya elektroni kwenye hatua ya makutano yao, yaani, juu na chini ya kiini cha atomiki.

Taswira ya uhusiano katika rekodi ya fomula

Kwa mfano, tunaweza kuchukua atomi ya klorini. Kiwango chake cha nje cha kielektroniki kina elektroni saba. Katika formula, wao hupangwa kwa jozi tatu na elektroni moja isiyounganishwa karibu na ishara ya kipengele kwa namna ya dots.

Ukiandika molekuli ya klorini kwa njia ile ile, utaona kwamba elektroni mbili ambazo hazijaunganishwa zimeunda jozi ya kawaida kwa atomi mbili; Katika kesi hiyo, kila mmoja wao alipokea elektroni nane.

Sheria ya Octet-double

Mwanakemia Lewis, ambaye alipendekeza jinsi dhamana ya polar covalent inaundwa, alikuwa wa kwanza wa wenzake kuunda sheria inayoelezea uthabiti wa atomi zinapojumuishwa kuwa molekuli. Kiini chake kiko katika ukweli kwamba vifungo vya kemikali kati ya atomi huundwa wakati idadi ya kutosha ya elektroni inashirikiwa kuunda usanidi wa kielektroniki ambao ni sawa na atomi za vitu bora.

Hiyo ni, wakati wa kuundwa kwa molekuli, ili kuimarisha, ni muhimu kwamba atomi zote ziwe na kiwango kamili cha elektroniki cha nje. Kwa mfano, atomi za hidrojeni, kuchanganya katika molekuli, kurudia shell ya elektroniki ya heliamu, atomi za klorini huwa sawa katika ngazi ya elektroniki kwa atomi ya argon.

Urefu wa kiungo

Mshikamano wa polar, kati ya mambo mengine, una sifa ya umbali fulani kati ya nuclei za atomi zinazounda molekuli. Ziko umbali kutoka kwa kila mmoja kwamba nishati ya molekuli ni ndogo. Ili kufikia hili, ni muhimu kwamba mawingu ya elektroni ya atomi yanaingiliana iwezekanavyo. Kuna muundo wa uwiano wa moja kwa moja kati ya saizi ya atomi na urefu wa dhamana. Kadiri atomu inavyokuwa kubwa, ndivyo mshikamano kati ya viini unavyoongezeka.

Inawezekana kwamba atomi huunda sio moja, lakini vifungo kadhaa vya polar covalent. Kisha kinachojulikana pembe za dhamana huundwa kati ya viini. Wanaweza kuwa kutoka digrii tisini hadi mia moja na themanini. Wanaamua formula ya kijiometri molekuli.