8 класс смотреть онлайн: §45 «Ковалентная полярная химическая связь» учебника по химии УМК Габриелян Углубленный уровень. Цитаты из пособия 2025 года использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения. Код материалов: Химия Габриелян Учебник §45 Углубленный уровень.
Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника
Химия (УМК Габриелян)
Учебник §45 (углубл.)
§ 45. Ковалентная полярная химическая связь
Общие электронные пары могут образовываться и между атомами химических элементов с разной электроотрицательностью. Например, в молекуле фтороводорода каждый атом предоставляет для образования общей пары один электрон: водород завершает свою электронную оболочку до оболочки гелия, а атом фтора приобретает устойчивый октет электронов:
Поскольку фтор значительно более электроотрицательный элемент, чем водород, он в большей степени притягивает к себе электронную пару ковалентной связи. В результате на атоме фтора образуется избыточный отрицательный заряд, на атоме водорода — положительный. В отличие от ионной связи, в данном случае не происходит полного перехода электрона от одного атома к другому, поэтому величина зарядов меньше единицы. Такой частичный заряд обозначают буквой δ (дельта). Смещение электронной пары от одного атома к другому обозначают стрелкой, надстрочным индексом указывают частичный заряд: Нδ+ → Fδ–
В результате смешения электронной пары в молекуле фтороводорода образуются два полюса — положительный и отрицательный, поэтому такую ковалентную связь называют полярной. Полярной будет также молекула фтороводорода.
✅ Ковалентная связь между атомами с разной электроотрицательностью называется ковалентной полярной связью.
Атому кислорода необходимы два электрона для завершения внешнего электронного уровня, поэтому в молекуле воды он образует две общие электронные пары с двумя атомами водорода:
Электронные пары ковалентной связи смещены к более электроотрицательному атому кислорода, что приводит к образованию на нём частичного отрицательного заряда. Атомы водорода несут частичный положительный заряд: Нδ+ → Оδ– ← Нδ+
Каждая связь О—Н в молекуле воды ковалентная полярная. Из–за угловой формы молекулы атом кислорода представляет собой её отрицательный полюс, атомы водорода — положительный (угол между связями равен 104,5°). Такие полярные молекулы называют диполями.
В молекуле углекислого газа атомы достигают завершённых энергетических уровней в том случае, если с одним атомом углерода будет связано два атома кислорода. При этом между атомами возникает по две общие электронные пары, т. е. каждая связь двойная:
Структурная формула углекислого газа выглядит так:
Каждая связь С=0 ковалентная полярная. Однако из–за линейного строения молекула в целом неполярна.
Во всех рассмотренных примерах атомы неметаллов обменивались электронами для образования общей электронной пары. Такой механизм образования ковалентной связи называется обменным.
Общая электронная пара между атомами может образоваться по–другому. Например, в молекуле аммиака у атома азота есть пара электронов, которые принадлежат только ему, так называемая неподелённая электронная пара. За счёт этой пары атом азота способен образовать ковалентную связь. В качестве партнёра выступает катион водорода (атом, потерявший свой единственный электрон), которому для завершения внешнего уровня не хватает двух электронов:
В результате образуется ковалентная полярная связь, только положительный заряд катиона водорода принадлежит всей частице NH4+. Этот ион называется катион аммония. Он входит в состав большого числа солей, в которых связан с анионом кислотного остатка ионной связью.
Ковалентная полярная связь в катионе аммония образована по так называемому донорно-акцепторному механизму. Атом азота, дающий электронную пару для образования связи, называют донором, катион водорода, принимающий пару электронов в совместное пользование, – акцептором.
Большинство веществ, образованных ковалентной связью, имеют молекулярное строение. В твёрдом состоянии они образуют два типа кристаллических решёток.
✅ Молекулы — это мельчайшие частицы вещества, состоящие из атомов, связанных между собой ковалентными связями.
Твёрдые кристаллические вещества, состоящие из молекул, имеют молекулярные кристаллические решётки, в их узлах находятся молекулы веществ. Например, галогены, вода, аммиак, сероводород, углекислый газ (рис. 54). Прочность ковалентных связей между атомами в таких молекулах высока, а силы притяжения между молекулами незначительны. Эти вещества имеют низкие температуры кипения и плавления, легколетучи, некоторые обладают запахом.
В некоторых веществах, образованных ковалентной связью, в узлах кристаллических решёток расположены не молекулы, а атомы, поэтому и называются они атомными. Вещества с атомной кристаллической решёткой могут быть как простыми, так и сложными, например алмаз (одна из аллотропных модификаций углерода, рис. 55, а) и оксид кремния(IV) SiO2 (рис. 55, б). Кристалл таких веществ представляет собой как бы единую частицу, в которой атомы связаны друг с другом. Вещества с атомной кристаллической решёткой — твёрдые, с высокими температурами плавления и кипения, нелетучие, плохо растворимые.
Вы узнали, что простые вещества–неметаллы образованы ковалентной неполярной связью. Какой тип химической связи у металлов, вы узнаете в следующем параграфе.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
Ковалентная полярная связь. Диполь. Неподелённая электронная пара. Обменный и донорно–акцепторный механизмы образования ковалентной связи. Донор. Акцептор. Молекулярные и атомные кристаллические решётки.
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
№ 1. Какая химическая связь называется ковалентной полярной? Чем она отличается от ковалентной неполярной? Приведите примеры соединений с ковалентной неполярной и полярной связью, образованных одними неметаллами.
№ 2. Почему полярные молекулы называют диполями? От каких факторов зависит полярность молекулы? Приведите примеры.
№ 3. Расскажите об обменном и донорно–акцепторном механизмах образования ковалентной связи. В чём их сходство и различия?
№ 4. Какая кристаллическая решётка называется молекулярной? Опишите характерные физические свойства веществ с молекулярной кристаллической решёткой.
№ 5. Какая кристаллическая решётка называется атомной? Опишите характерные физические свойства веществ с атомной кристаллической решёткой.
ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
№ 6. Запишите схемы образования ковалентных связей по обменному механизму в молекулах сероводорода H2S, метана СН4, тетрахлорметана ССl4.
- Сера (S) имеет 6 валентных электронов, а водород (H) — 1 валентный электрон.
- Для образования связи сере нужно 2 электрона, чтобы заполнить внешний уровень до 8 электронов.
- Каждый атом водорода отдает свой электрон, образуя две ковалентные связи с серой.
- В результате у нас получается молекула H2S, где сера делит электроны с двумя атомами водорода.
- Поскольку разница в электроотрицательности между серой и водородом невелика, связь является ковалентной неполярной.
2. Метан (СН4)
- Углерод (C) имеет 4 валентных электрона, а каждый атом водорода (H) — 1 валентный электрон.
- Углерод может образовать 4 ковалентные связи, присоединяя 4 атома водорода.
- Каждый атом водорода отдает свой электрон углероду, и в результате образуется молекула CH4.
- Так как все атомы в метане имеют одинаковую электроотрицательность, связь является ковалентной неполярной.
3. Тетрахлорметан (ССl4)
- Углерод (C) имеет 4 валентных электрона, а каждый атом хлора (Cl) — 7 валентных электронов.
- Углерод может образовать 4 ковалентные связи, присоединяя 4 атома хлора.
- Каждый атом хлора делит свой электрон с углеродом, в результате чего образуется молекула CCl4.
- Разница в электроотрицательности между углеродом и хлором делает связь ковалентной полярной, так как хлор более электроотрицателен и притягивает электроны сильнее.
№ 7. Укажите типы связей в молекулах пероксида водорода, этана, циановодорода по приведённым графическим формулам:
№ 8. Определите знаки частичных зарядов на атомах в молекулах: а) аммиака; б) тетрафторметана CF4; в) бромоводорода.
ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ ИНФОРМАЦИЮ
№ 9. Расположите в ряд по увеличению полярности ковалентной связи следующие вещества: а) бромоводород; б) фтороводород; в) хлороводород; г) иодоводород. Поясните свой ответ.
№ 10. Выберите формулу вещества, в молекуле которого самая длинная связь Э—F.
a) HF; б) CF4; в) SF6; г) BF3.
Объясните свой выбор. Найдите реальную длину и проверьте правильность ответа.
Вы смотрели: учебник по химии УМК Габриелян (Углубленный уровень). Цитаты из пособия 2025 года использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения. Код материалов: Химия Габриелян Учебник §45 угл.