92 електромонтерів. Біологія і екологія.

 30.09.2022.

6 кухар;пекар. Хімія. Урок №9(66)

Тема. Йонний і металічний хімічні  зв'язки у речовинах.

У робочий зошит законспектуйте тему,відповідно питань, помічених темним кольором.

На закріплення прочитайте Сторінку ерудита

1.ПОНЯТТЯ ПРО ЙОННИЙ ХІМІЧНИЙ ЗВ'ЯЗОК. 

На підставі теорії хімічного зв'язку віддавати валентні електрони енергетично вигідно тим атомам, які мають їх небагато (менше половини від тих, що перебувають на зовнішньому енергетичному рівні інертного хімічного елемента). Такими є атоми металічних елементів. Під час утворення хімічних зв'язків з атомами неметалічних елементів вони віддають електрони і перетворюються на позитивно заряджені йони — катіони. Наприклад, Магній утворює бінарну сполуку із Сульфуром MgS — магній сульфід. Розглянути утворення хімічного зв'язку в цій сполуці допоможе інформація малюнка 

В атома Магнію на зовнішньому енергетичному рівні лише два електрони. В атома Сульфуру валентних електронів шість, тож йому енергетично вигідніше для завершення зовнішнього енергетичного рівня приєднати два електрони, аніж віддавати шість.

Мал. Схеми будови електронних оболонок атомів і йонів Магнію і Сульфуру

Схема ) ілюструє утворення йонного хімічного зв'язку між катіоном Магнію Mg2+ й сульфід-аніоном S2-. Взаємне притягання цих йонів забезпечує цілісність кристалу речовини магній сульфід. Серед речовин з йонним хімічним зв'язком немає рідин і газів.

Мал. Схема утворення йонного хімічного зв'язку в магній сульфіді

Йонний зв’язок — це хімічний зв'язок між протилежно зарядженими йонами за рахунок сил електростатичного притягання. Під час його утворення відбувається одностороння передача електронів від одного атома  до іншого

Йонний зв'язок можливий між атомами хімічних елементів, що істотно відрізняються між собою величиною електронегативності. Зверніться до шкали електронегативності, що в інформаційній довідці. Знайдіть числові значення електронегативності Літію й Флуору. Висновок однозначний, Літій — елемент з низькою, а Флуор — з найбільшою електронегативністю. Отже, утворена ними складна речовина має йонний зв'язок.

Йонний зв'язок утворюється елементами з великою різницею в електронегативності. Електрони завжди переходять від атома з меншою електронегативністю до атома, у якого вона більша.

Йонний хімічний зв'язок існує в бінарних сполуках, утворених з атомів металічних і неметалічних елементів, наприклад Натрію і Хлору (NaCl), Калію і Сульфуру (K2S), Магнію й Оксигену (MgO), а також між катіонами металічних елементів і гідроксид-аніонами в основах й амфотерних гідроксидах, між катіонами металічних елементів й аніонами кислотних залишків у солях.

2.МЕТАЛІЧНИЙ ЗВ'ЯЗОК. 

Утворення металічного зв'язку також пов'язане з дією сил електростатичного притягання, що діють між йонізованими атомами металу й делокалізованими валентними електронами, що дістали назву «електронний газ». Справа в тому, що в більшості металів на зовнішньому енергетичному рівні атомів мало валентних електронів (1-2, рідше 3), і вони слабко притягуються до ядра, тому на певний час втрачають зв'язок з ним. Віддавши електрони, такі атоми перетворюються на катіони. Електрони, що втратили зв'язок зі своїми атомами, вільно переміщуються у кристалі металу. Такі електрони стають спільними, бо не належать якомусь конкретному атому (мал. 8 на с. 30). У темі 4 ми повернемося до цього, і ви зрозумієте, яке відношення ці електрони мають до загальних властивостей металів.

Мал. 8. Схема утворення металічного зв'язку

Металічний зв'язок — це хімічний зв'язок, зумовлений наявністю у металів спільних електронів (ними стають електрони зовнішніх енергетичних рівнів, що втратили зв'язок з ядрами своїх атомів) й катіонів (утворилися внаслідок утрати атомами валентних електронів).

Металічний зв'язок міцний. Як і сполуки з йонним типом зв'язку, метали тверді (виняток становить ртуть), кристалічні, здебільшого тугоплавкі речовини.Металічний зв'язок у чистому вигляді реалізується тільки у лужних і лужноземельних металах, тоді як інші метали поряд із металічним утворюють ковалентний зв'язок. У металічних р-елементів й особливо у d-елементів тільки невелика частина електронів стають спільними. Наприклад, у металу ніобію на один атом в середньому припадає 1,2 спільних делокалізованих електрони. Інші валентні електрони утворюють ковалентні зв'язки із сусідніми атомами Ніобію. Цим пояснюються висока температура плавлення та велика механічна міцність металів, утворених d-елементами.

Сторінка ерудита

На підставі теорії хімічного зв'язку стає зрозумілою хімічна інертність простих газоподібних речовин гелію, неону, аргону, ксенону, радону. Інертні вони тому, що зовнішні енергетичні рівні електронних оболонок їхніх атомів завершені:

У розглянутій електронній будові спрацьовує правило октету (від лат. okto — «вісім»): електронна оболонка, що містить вісім електронів, є енергетично стійкою. Атом з такою оболонкою неактивний у хімічних реакціях.

Ученим до 1962 р. не вдавалося добути жодної сполуки інертних елементів, хоча Лайнус Полінг у 1933 р. передбачив, що Ксенон, Криптон і Радон можуть утворювати хімічні зв'язки з найбільш електронегативними атомами Оксигену чи Флуору. Нині у спеціальних умовах синтезовано понад 200 сполук Ксенону, Криптону й Радону з Оксигеном та Флуором.

Знаємо, розуміємо

• 1. Дайте визначення катіонів й аніонів, наведіть приклади.
• 2. Поясніть, як відбувається утворення йонного та металічного зв'язків.
• 3. Яких змін зазнає електронна оболонка атомів металічних елементів під час утворення йонного хімічного зв'язку? Поясніть на конкретному прикладі.
• 4. Яких змін зазнає електронна оболонка атомів неметалічних елементів під час утворення йонного хімічного зв'язку? Поясніть на конкретному прикладі.
• 5. Укажіть, які з речовин утворені металічним, а які — йонним хімічним зв'язком: літій оксид, залізо, калій сульфід, алюміній.

Застосовуємо

• 1. Чи може утворитися йонний зв'язок між атомами Хлору і Сульфуру? Відповідь аргументуйте.
• 2. Складіть електронні формули атомів Калію і Хлору. Поясніть, яким чином між атомами цих елементів утворюється йонний зв'язок у калій хлориді.
• 3. Атом елемента має на два електрони більше, ніж катіон Калію. Назвіть елемент, складіть електронну формулу його атома. Чи можуть атоми цього елемента утворювати йонний зв'язок?
• 4. Атом елемента має на сім електронів менше, ніж сульфід-аніон. Назвіть елемент, складіть електронну формулу його атома. Яким способом він зможе досягти завершеності електронної конфігурації атома під час утворення хімічного зв'язку?