Ang enerhiya ng pagsira ng isang kemikal na bono. kemikal na dumidikit

Ang sekswal na enerhiya ay ang enerhiya ng pera Ang kapangyarihan ay isang aphrodisiac. Ang kasarian ay katumbas ng kapangyarihan. Si Michael Hutchinson Psychologist na si Carl Jung ay nag-imbento ng sikolohikal na modelo para sa mga kalalakihan at kababaihan, na tinawag niyang anima at animus. Inamin niya na bawat lalaki ay may panloob

PANGUNAHING KATANGIAN NG CHEMICAL BOND

Ang enerhiya ng bono ay ang enerhiya na kinakailangan upang masira ang isang kemikal na bono. Ang mga enerhiya ng pagsira at pagbuo ng isang bono ay pantay sa magnitude ngunit kabaligtaran sa tanda. Kung mas malaki ang enerhiya ng bono ng kemikal, mas matatag ang molekula. Ang nagbubuklod na enerhiya ay karaniwang sinusukat sa kJ/mol.

Para sa mga polyatomic compound na may mga bono ng parehong uri, ang average na halaga nito ay kinukuha bilang enerhiya ng bono, na kinakalkula sa pamamagitan ng paghati sa enerhiya ng pagbuo ng isang tambalan mula sa mga atomo sa bilang ng mga bono. Kaya, 432.1 kJ / mol ang ginugol sa pagsira ng H–H bond, at 1648 kJ / ∙ mol ang ginugol sa pagsira ng apat na bono sa isang methane CH 4 molecule, at sa kasong ito E C–H \u003d 1648: 4 \u003d 412 kJ / mol.

Ang haba ng bono ay ang distansya sa pagitan ng nuclei ng mga nakikipag-ugnayan na mga atomo sa isang molekula. Depende ito sa laki ng mga shell ng elektron at sa antas ng kanilang pagkakapatong.

Ang polarity ng bono ay ang pamamahagi ng singil sa kuryente sa pagitan ng mga atomo sa isang molekula.

Kung ang electronegativity ng mga atom na kasangkot sa pagbuo ng bono ay pareho, kung gayon ang bono ay magiging non-polar, at sa kaso ng iba't ibang electronegativity - polar. Ang matinding kaso ng isang polar bond, kapag ang nakabahaging pares ng elektron ay halos ganap na kumikiling sa mas electronegative na elemento, ay nagreresulta sa isang ionic bond.

Halimbawa: H–H ay non-polar, H–Cl ay polar at Na + –Cl - ay ionic.

Kinakailangang makilala ang pagitan ng mga polaridad ng mga indibidwal na bono at ang polarity ng molekula sa kabuuan.

Polarity ng molekula ay ang vector sum ng dipole moments ng lahat ng bonds ng molecule.

Halimbawa:

1) Ang linear na molekula ng CO 2 (O=C=O) ay non-polar - ang dipole moments ng mga polar C=O bond ay nagbabayad sa isa't isa.

2) Ang molekula ng tubig ay polar– Ang mga dipole na sandali ng dalawang О-Н na mga bono ay hindi nagbabayad sa isa't isa.

Spatial na istraktura ng mga molekula tinutukoy ng hugis at lokasyon sa espasyo ng mga ulap ng elektron.

Ang pagkakasunud-sunod ng bono ay ang bilang ng mga bono ng kemikal sa pagitan ng dalawang atomo.

Halimbawa, ang pagkakasunud-sunod ng bono sa H 2 , O 2 at N 2 na mga molekula ay 1, 2 at 3, ayon sa pagkakabanggit, dahil ang bono sa mga kasong ito ay nabuo dahil sa overlap ng isa, dalawa at tatlong pares ng mga ulap ng elektron.

4.1. covalent bond ay isang bono sa pagitan ng dalawang atomo sa pamamagitan ng isang karaniwang pares ng elektron.

Ang bilang ng mga bono ng kemikal ay tinutukoy ng mga valencies ng mga elemento.

Ang valency ng isang elemento ay ang bilang ng mga orbital na nakikibahagi sa pagbuo ng mga bono.

Covalent non-polar bond - ang bono na ito ay isinasagawa dahil sa pagbuo ng mga pares ng elektron sa pagitan ng mga atomo na may pantay na electronegativity. Halimbawa, H 2, O 2, N 2, Cl 2, atbp.

Ang covalent polar bond ay isang bono sa pagitan ng mga atom na may iba't ibang electronegativity.

Halimbawa, HCl, H 2 S, PH 3, atbp.

Ang isang covalent bond ay may mga sumusunod na katangian:

1) Saturation- ang kakayahan ng isang atom na bumuo ng kasing dami ng mga bond na mayroon itong valences.

2) Oryentasyon– ang mga ulap ng elektron ay nagsasapawan sa direksyon na nagbibigay ng pinakamataas na density ng overlap.

4.2. Ang ionic bond ay isang bono sa pagitan ng magkasalungat na sisingilin na mga ion.

Ito ay isang matinding kaso ng isang covalent polar bond at nangyayari kapag may malaking pagkakaiba sa electronegativity ng mga nakikipag-ugnayang atomo. Ang ionic bond ay walang direksyon at saturation.

Ang estado ng oksihenasyon ay ang conditional charge ng isang atom sa isang compound, batay sa palagay na ang mga bono ay ganap na na-ionize.

Lektura para sa mga guro

Ang isang kemikal na bono (mula dito ay tinutukoy bilang isang bono) ay maaaring tukuyin bilang ang pakikipag-ugnayan ng dalawa o higit pang mga atomo, bilang isang resulta kung saan ang isang chemically stable na polyatomic microsystem (molekula, kristal, kumplikado, atbp.) ay nabuo.

Ang doktrina ng pagbubuklod ay sumasakop sa isang sentral na lugar sa modernong kimika, dahil ang kimika ay nagsisimula kung saan nagtatapos ang isang nakahiwalay na atom at nagsisimula ang isang molekula. Sa esensya, ang lahat ng mga katangian ng mga sangkap ay dahil sa mga kakaibang katangian ng mga bono sa kanila. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang kemikal na bono at iba pang mga uri ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atomo ay ang pagbuo nito ay tinutukoy ng isang pagbabago sa estado ng mga electron sa isang molekula kumpara sa mga paunang atomo.

Ang teorya ng komunikasyon ay dapat magbigay ng mga sagot sa ilang mga katanungan. Bakit nabuo ang mga molekula? Bakit nakikipag-ugnayan ang ilang mga atomo at ang iba ay hindi? Bakit pinagsama ang mga atom sa ilang mga ratio? Bakit nakaayos ang mga atomo sa espasyo sa isang tiyak na paraan? At sa wakas, kinakailangan upang kalkulahin ang enerhiya ng bono, ang haba nito at iba pang mga quantitative na katangian. Ang pagsusulatan ng mga teoretikal na ideya sa pang-eksperimentong data ay dapat isaalang-alang bilang isang pamantayan para sa katotohanan ng isang teorya.

Mayroong dalawang pangunahing paraan ng paglalarawan ng relasyon na nagbibigay-daan sa iyo upang sagutin ang mga tanong na ibinibigay. Ito ang mga pamamaraan ng valence bonds (BC) at molecular orbitals (MO). Ang una ay mas malinaw at simple. Ang pangalawa ay mas mahigpit at unibersal. Para sa mga dahilan ng higit na kalinawan, ang pokus dito ay sa pamamaraan ng VS.

Ginagawang posible ng quantum mechanics na ilarawan ang komunikasyon batay sa mga pinaka-pangkalahatang batas. Bagaman mayroong limang uri ng mga bono (covalent, ionic, metallic, hydrogen at intermolecular bond), ang bono ay iisa sa kalikasan, at ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga uri nito ay kamag-anak. Ang kakanyahan ng komunikasyon ay nasa pakikipag-ugnayan ng Coulomb, sa pagkakaisa ng mga magkasalungat - pagkahumaling at pagtanggi. Ang paghahati ng komunikasyon sa mga uri at ang pagkakaiba sa mga pamamaraan ng paglalarawan nito ay nagpapahiwatig sa halip na ang pagkakaiba-iba ng komunikasyon, ngunit ang kakulangan ng kaalaman tungkol dito sa kasalukuyang yugto ng pag-unlad ng agham.

Saklaw ng lecture na ito ang materyal na may kaugnayan sa mga paksa tulad ng chemical bond energy, quantum mechanical model ng covalent bond, exchange at donor-acceptor mechanisms para sa pagbuo ng covalent bond, excitation of atoms, bond multiplicity, hybridization ng atomic orbitals, electronegativity ng elemento at polarity ng isang covalent bond , ang konsepto ng paraan ng molecular orbitals, chemical bonding sa mga kristal.

Enerhiya ng kemikal na bono

Ayon sa prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya, ang panloob na enerhiya ng isang molekula, kung ihahambing sa kabuuan ng mga panloob na enerhiya ng mga nasasakupan nitong mga atomo, ay dapat bumaba. Ang panloob na enerhiya ng isang molekula ay kinabibilangan ng kabuuan ng mga enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng bawat elektron sa bawat nucleus, bawat elektron sa bawat isa na elektron, bawat nucleus sa bawat isa na nucleus. Dapat mangibabaw ang atraksyon kaysa pagtanggi.

Ang pinakamahalagang katangian ng isang bono ay ang enerhiya na tumutukoy sa lakas nito. Ang sukat ng lakas ng bono ay maaaring pareho ang dami ng enerhiya na ginugol sa pagsira nito (enerhiya ng dissociation ng bono) at ang halaga na, kapag pinagsama-sama sa lahat ng mga bono, ay nagbibigay ng enerhiya ng pagbuo ng isang molekula mula sa mga elementarya na atom. Ang enerhiya ng breaking ng bono ay palaging positibo. Ang enerhiya ng pagbuo ng bono ay pareho sa magnitude, ngunit may negatibong tanda.

Para sa isang diatomic na molekula, ang nagbubuklod na enerhiya ay katumbas ng bilang ng enerhiya ng paghihiwalay ng molekula sa mga atomo at ang enerhiya ng pagbuo ng molekula mula sa mga atomo. Halimbawa, ang nagbubuklod na enerhiya sa molekula ng HBr ay katumbas ng dami ng enerhiya na inilabas sa proseso H + Br = HBr. Malinaw, ang nagbubuklod na enerhiya ng HBr ay mas malaki kaysa sa dami ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagbuo ng HBr mula sa gaseous molecular hydrogen at liquid bromine:

1 / 2H 2 (g.) + 1 / 2Br 2 (l.) \u003d HBr (g.),

sa halaga ng enerhiya ng pagsingaw ng 1/2 mol Br 2 at sa mga halaga ng decomposition energies ng 1/2 mol H 2 at 1/2 mol Br 2 sa mga libreng atom.

Quantum-mechanical model ng isang covalent bond sa pamamagitan ng paraan ng valence bonds sa halimbawa ng isang hydrogen molecule

Noong 1927, ang Schrödinger equation ay nalutas para sa hydrogen molecule ng mga German physicist na sina W. Heitler at F. London. Ito ang unang matagumpay na pagtatangka na ilapat ang quantum mechanics sa paglutas ng mga problema sa komunikasyon. Inilatag ng kanilang trabaho ang mga pundasyon para sa pamamaraan ng mga valence bond, o valence scheme (VS).

Ang mga resulta ng pagkalkula ay maaaring ilarawan nang grapiko bilang mga dependency ng mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atomo (Larawan 1, a) at ang enerhiya ng sistema (Larawan 1, b) sa distansya sa pagitan ng nuclei ng mga atomo ng hydrogen. Ang nucleus ng isa sa mga hydrogen atoms ay ilalagay sa pinanggalingan ng mga coordinate, at ang nucleus ng pangalawa ay dadalhin papalapit sa nucleus ng unang hydrogen atom sa kahabaan ng abscissa axis. Kung ang mga electron spins ay antiparallel, ang mga puwersa ng atraksyon (tingnan ang Fig. 1, a, curve I) at repulsive forces (curve II) ay tataas. Ang resulta ng mga puwersang ito ay kinakatawan ng kurba III. Sa una, nangingibabaw ang mga kaakit-akit na pwersa, pagkatapos ay ang mga kasuklam-suklam. Kapag ang distansya sa pagitan ng nuclei ay naging katumbas ng r 0 = 0.074 nm, ang kaakit-akit na puwersa ay nababalanse ng puwersang salungat. Ang balanse ng mga puwersa ay tumutugma sa pinakamababang enerhiya ng system (tingnan ang Fig. 1b, curve IV) at, dahil dito, ang pinaka-matatag na estado. Ang lalim ng "potensyal na balon" ay kumakatawan sa nagbubuklod na enerhiya E 0 H–H sa H 2 molekula sa absolute zero. Ito ay 458 kJ/mol. Gayunpaman, sa totoong temperatura, ang pagsira ng bono ay nangangailangan ng bahagyang mas mababang enerhiya E H–H, na sa 298 K (25 °C) ay 435 kJ/mol. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga energies na ito sa H2 molecule ay ang enerhiya ng vibrations ng hydrogen atoms (E col = E 0 H–H – E H–H = 458 – 435 = 23 kJ/mol).

kanin. 1. Pag-asa ng mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo (a) at ang enerhiya ng system (b)
sa distansya sa pagitan ng nuclei ng mga atom sa H 2 molecule

Kapag ang dalawang hydrogen atoms na naglalaman ng mga electron na may parallel spins ay lumalapit sa isa't isa, ang enerhiya ng system ay patuloy na tumataas (tingnan ang Fig. 1b, curve V) at walang bond na nabuo.

Kaya, ang quantum mechanical calculation ay nagbigay ng quantitative explanation ng relasyon. Kung ang isang pares ng mga electron ay may magkasalungat na pag-ikot, ang mga electron ay gumagalaw sa larangan ng parehong nuclei. Ang isang lugar na may mataas na densidad ng isang ulap ng elektron ay lilitaw sa pagitan ng nuclei - isang labis na negatibong singil na nagsasama-sama ng nuclei na may positibong sisingilin. Mula sa pagkalkula ng quantum mechanical, ang mga probisyon na batayan ng pamamaraan ng VS ay sumusunod:

1. Ang dahilan ng koneksyon ay ang electrostatic interaction ng nuclei at electron.
2. Ang bono ay nabuo sa pamamagitan ng isang pares ng elektron na may mga antiparallel spins.
3. Ang saturation ng bono ay dahil sa pagbuo ng mga pares ng elektron.
4. Ang lakas ng bono ay proporsyonal sa antas ng pag-overlap ng electron cloud.
5. Ang direksyon ng koneksyon ay dahil sa overlap ng mga ulap ng elektron sa rehiyon ng pinakamataas na density ng elektron.

Mekanismo ng palitan para sa pagbuo ng isang covalent bond sa pamamagitan ng pamamaraan ng VS. Direksyon at saturation ng isang covalent bond

Ang isa sa pinakamahalagang konsepto ng pamamaraan ng VS ay valency. Ang numerical value ng valency sa pamamaraan ng VS ay tinutukoy ng bilang ng mga covalent bond na nabubuo ng isang atom kasama ng ibang mga atom.

Ang mekanismo ng pagbuo ng isang bono sa pamamagitan ng isang pares ng mga electron na may mga antiparallel spins, na kabilang sa iba't ibang mga atomo bago ang pagbuo ng bono, na isinasaalang-alang para sa molekula ng H 2, ay tinatawag na mekanismo ng palitan. Kung isasaalang-alang lamang ang mekanismo ng palitan, ang valency ng isang atom ay tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na electron nito.

Para sa mga molekula na mas kumplikado kaysa sa H 2 , ang mga prinsipyo ng pagkalkula ay nananatiling hindi nagbabago. Ang pagbuo ng isang bono ay humahantong sa pakikipag-ugnayan ng isang pares ng mga electron na may kabaligtaran na mga spin, ngunit may mga function ng wave ng parehong sign, na kung saan ay summed up. Ang resulta nito ay isang pagtaas sa density ng elektron sa rehiyon ng magkakapatong na mga ulap ng elektron at pag-urong ng nuclei. Isaalang-alang ang mga halimbawa.

Sa fluorine molecule F 2, ang bono ay nabuo sa pamamagitan ng 2p orbitals ng fluorine atoms:

Ang pinakamataas na density ng electron cloud ay malapit sa 2p orbital sa direksyon ng symmetry axis. Kung ang hindi magkapares na mga electron ng fluorine atoms ay nasa 2p x orbitals, ang bono ay isinasagawa sa direksyon ng x axis (Fig. 2). Sa 2p y - at 2p z -orbitals mayroong mga hindi nakabahaging mga pares ng elektron na hindi nakikilahok sa pagbuo ng mga bono (na may shade sa Fig. 2). Sa mga sumusunod, hindi namin ilalarawan ang gayong mga orbital.

kanin. 2. Pagbubuo ng molekula ng F 2

Sa molekula ng hydrogen fluoride, ang HF bond ay nabuo ng 1s orbital ng hydrogen atom at ang 2p x orbital ng fluorine atom:

Ang direksyon ng bono sa molekula na ito ay tinutukoy ng oryentasyon ng 2px orbital ng fluorine atom (Larawan 3). Ang overlap ay nangyayari sa direksyon ng x axis ng symmetry. Ang anumang iba pang variant ng overlapping ay hindi gaanong kanais-nais.

kanin. 3. Pagbuo ng HF molecule

Ang mas kumplikadong mga d- at f-orbital ay nailalarawan din sa pamamagitan ng mga direksyon ng pinakamataas na densidad ng elektron sa kanilang mga axes ng symmetry.

Kaya, ang direksyon ay isa sa mga pangunahing katangian ng isang covalent bond.

Ang direksyon ng bono ay mahusay na inilalarawan ng halimbawa ng isang molekula ng hydrogen sulfide H 2 S:

Dahil ang mga symmetry axes ng valence 3p orbitals ng sulfur atom ay magkaparehong patayo, dapat asahan na ang H2S molecule ay dapat magkaroon ng corner structure na may anggulo sa pagitan ng S–H bonds na 90° (Fig. 4). Sa katunayan, ang anggulo ay malapit sa kinakalkula at katumbas ng 92°.

kanin. 4. Pagbuo ng molekula ng H 2 S

Malinaw, ang bilang ng mga covalent bond ay hindi maaaring lumampas sa bilang ng mga bonding electron pairs. Gayunpaman, ang saturation bilang isang pag-aari ng isang covalent bond ay nangangahulugan din na kung ang isang atom ay may isang tiyak na bilang ng mga hindi magkapares na mga electron, lahat sila ay dapat lumahok sa pagbuo ng mga covalent bond.

Ang ari-arian na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya. Sa pagbuo ng bawat karagdagang bono, ang karagdagang enerhiya ay inilabas. Samakatuwid, ang lahat ng mga posibilidad ng valence ay ganap na natanto.

Sa katunayan, ang molekula ng H 2 S ay matatag, hindi ang HS, kung saan mayroong isang hindi natanto na bono (isang hindi pares na elektron ay tinutukoy ng isang tuldok). Ang mga particle na naglalaman ng hindi magkapares na mga electron ay tinatawag na free radicals. Ang mga ito ay lubhang reaktibo at tumutugon sa pagbuo ng mga compound na naglalaman ng mga puspos na bono.

Paggulo ng atom

Isaalang-alang natin ang mga posibilidad ng valence ayon sa mekanismo ng palitan ng ilang elemento ng ika-2 at ika-3 panahon ng periodic system.

Ang beryllium atom sa outer quantum level ay naglalaman ng dalawang magkapares na 2s electron. Walang mga hindi magkapares na electron, kaya ang beryllium ay dapat na may zero valence. Gayunpaman, sa mga compound ito ay divalent. Ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng paggulo ng atom, na binubuo sa paglipat ng isa sa dalawang 2s electron sa 2p sublevel:

Sa kasong ito, ang enerhiya ng paggulo E* na tumutugma sa pagkakaiba sa pagitan ng mga energies ng 2p at 2s na mga sublevel ay ginagastos.

Kapag ang isang boron atom ay nasasabik, ang valency nito ay tumataas mula 1 hanggang 3:

at sa carbon atom - mula 2 hanggang 4:

Sa unang sulyap, maaaring tila ang paggulo ay sumasalungat sa prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya. Gayunpaman, bilang isang resulta ng paggulo, ang mga bago, karagdagang mga bono ay lumitaw, dahil sa kung saan ang enerhiya ay inilabas. Kung ang karagdagang enerhiya na inilabas ay mas malaki kaysa sa enerhiya na ginugol sa paggulo, ang prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya ay ganap na nasiyahan. Halimbawa, sa isang CH 4 methane molecule, ang average na C–H bond energy ay 413 kJ/mol. Ang enerhiya na ginugol sa paggulo ay E* = 402 kJ/mol. Ang pakinabang ng enerhiya dahil sa pagbuo ng dalawang karagdagang mga bono ay:

D E \u003d E karagdagang ilaw - E * \u003d 2 413 - 402 \u003d 424 kJ / mol.

Kung ang prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya ay hindi iginagalang, i.e. E adm.< Е*, то возбуждение не происходит. Так, энергетически невыгодным оказывается возбуждение атомов элементов 2-го периода за счет перехода электронов со второго на третий квантовый уровень.

Halimbawa, ang oxygen ay divalent lamang para sa kadahilanang ito. Gayunpaman, ang electronic analogue ng oxygen - sulfur - ay may malaking kakayahan sa valence, dahil mayroong isang 3d sublevel sa ikatlong antas ng quantum, at ang pagkakaiba ng enerhiya sa pagitan ng 3s-, 3p- at 3d-sublevel ay hindi maihahambing na mas mababa kaysa sa pagitan ng pangalawa at ikatlong antas ng quantum ng oxygen atom:

Para sa parehong dahilan, ang mga elemento ng 3rd period - phosphorus at chlorine - ay nagpapakita ng variable valence, sa kaibahan sa kanilang mga electronic counterparts sa 2nd period - nitrogen at fluorine. Ang paggulo sa kaukulang sublevel ay maaaring ipaliwanag ang pagbuo ng mga kemikal na compound ng mga elemento ng pangkat VIIIa ng ika-3 at kasunod na mga panahon. Sa helium at neon (1st at 2nd periods), na may kumpletong external quantum level, walang nakitang mga kemikal na compound, at ang mga ito lamang ang tunay na inert gas.

Mekanismo ng donor-acceptor ng pagbuo ng covalent bond

Ang isang pares ng mga electron na may antiparallel spins na bumubuo ng isang bono ay maaaring makuha hindi lamang sa pamamagitan ng isang exchange mechanism na kinasasangkutan ng partisipasyon ng mga electron mula sa parehong atoms, kundi pati na rin sa pamamagitan ng isa pang mekanismo, na tinatawag na donor-acceptor mechanism: isang atom (donor) ay nagbibigay ng isang unshared. pares ng mga electron para sa pagbuo ng bono, at ang isa pa (acceptor) - isang bakanteng quantum cell:

Ang resulta para sa parehong mga mekanismo ay pareho. Kadalasan, ang pagbuo ng bono ay maaaring ipaliwanag ng parehong mga mekanismo. Halimbawa, ang molekula ng HF ay maaaring makuha hindi lamang sa bahagi ng gas mula sa mga atomo sa pamamagitan ng mekanismo ng palitan, tulad ng ipinapakita sa itaas (tingnan ang Fig. 3), kundi pati na rin sa isang may tubig na solusyon mula sa H + at F ions sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor. :

Walang alinlangan, ang mga molekula na ginawa ng iba't ibang mekanismo ay hindi nakikilala; ang mga koneksyon ay ganap na pantay. Samakatuwid, mas tama na huwag iisa ang pakikipag-ugnayan ng donor-acceptor bilang isang espesyal na uri ng bono, ngunit isaalang-alang lamang ito bilang isang espesyal na mekanismo para sa pagbuo ng isang covalent bond.

Kung nais nilang bigyang-diin ang mekanismo ng pagbuo ng bono nang tumpak ayon sa mekanismo ng donor-acceptor, ito ay tinutukoy sa mga pormula ng istruktura sa pamamagitan ng isang arrow mula sa donor hanggang sa acceptor (D® PERO). Sa ibang mga kaso, ang gayong bono ay hindi nakikilala at ipinahiwatig ng isang gitling, tulad ng sa kaso ng mekanismo ng palitan: D–A.

Ang mga bono sa ammonium ion na nabuo sa pamamagitan ng reaksyon: NH 3 + H + \u003d NH 4 +,

ay ipinahayag sa sumusunod na paraan:

Ang structural formula NH 4 + ay maaaring katawanin bilang

.

Ang pangalawang anyo ng notasyon ay mas mainam, dahil sinasalamin nito ang eksperimento na itinatag na katumbas ng lahat ng apat na bono.

Ang pagbuo ng isang kemikal na bono sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor ay nagpapalawak ng mga kakayahan ng valence ng mga atomo: ang valency ay natutukoy hindi lamang sa bilang ng mga hindi magkapares na electron, kundi pati na rin sa bilang ng mga hindi nakabahaging pares ng elektron at mga bakanteng quantum cell na kasangkot sa pagbuo ng mga bono . Kaya, sa halimbawa sa itaas, ang valency ng nitrogen ay apat.

Ang mekanismo ng donor-acceptor ay matagumpay na ginamit upang ilarawan ang bono sa mga kumplikadong compound sa pamamagitan ng pamamaraan ng VS.

Multiplicity ng komunikasyon. s- at p-bond

Ang bono sa pagitan ng dalawang mga atom ay maaaring isagawa hindi lamang ng isa, kundi pati na rin ng ilang mga pares ng elektron. Ang bilang ng mga pares ng elektron na ito ay tumutukoy sa multiplicity sa pamamaraan ng VS - isa sa mga katangian ng isang covalent bond. Halimbawa, sa isang molekula ng ethane C 2 H 6, ang bono sa pagitan ng mga carbon atom ay iisa (single), sa isang molekula ng ethylene C 2 H 4 ito ay doble, at sa isang molekula ng acetylene C 2 H 2 ito ay triple. Ang ilang mga katangian ng mga molekulang ito ay ibinibigay sa Talahanayan. isa.

Talahanayan 1

Mga pagbabago sa mga parameter ng bono sa pagitan ng mga C atom depende sa multiplicity nito

Habang tumataas ang multiplicity ng bono, tulad ng inaasahan, bumababa ang haba nito. Ang multiplicity ng bono ay tumataas nang discretely, ibig sabihin, sa pamamagitan ng isang integer na bilang ng beses, samakatuwid, kung ang lahat ng mga bono ay pareho, ang enerhiya ay tataas din ng katumbas na bilang ng beses. Gayunpaman, tulad ng makikita mula sa Talahanayan. 1, ang nagbubuklod na enerhiya ay lumalaki nang hindi gaanong intensive kaysa sa multiplicity. Samakatuwid, ang mga koneksyon ay hindi pantay. Ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaiba sa mga geometric na paraan kung saan ang mga orbital ay nagsasapawan. Isaalang-alang natin ang mga pagkakaibang ito.

Ang bono na nabuo sa pamamagitan ng overlapping ng mga ulap ng elektron sa isang axis na dumadaan sa nuclei ng mga atom ay tinatawag s-bond.

Kung ang isang s-orbital ay kasangkot sa bono, pagkatapos lamang s -koneksyon (Larawan 5, a, b, c). Mula dito nakuha ang pangalan nito, dahil ang Greek letter s ay kasingkahulugan ng Latin na s.

Sa pakikilahok ng mga p-orbital (Larawan 5, b, d, e) at d-orbital (Larawan 5, c, e, f) sa pagbuo ng bono, ang s-type na overlap ay nangyayari sa direksyon ng pinakamataas na density ng mga ulap ng elektron, na kung saan ay ang pinaka-energetically paborable. Samakatuwid, kapag ang isang koneksyon ay nabuo, ang pamamaraang ito ay palaging ipinatupad muna. Samakatuwid, kung ang bono ay nag-iisa, kung gayon ito ay dapat s -koneksyon, kung maramihan, kung gayon ang isa sa mga koneksyon ay sigurado na s-bond.

kanin. 5. Mga halimbawa ng s-bond

Gayunpaman, malinaw mula sa mga geometric na pagsasaalang-alang na maaari lamang magkaroon ng isa sa pagitan ng dalawang atomo. s -koneksyon. Sa maraming mga bono, ang pangalawa at pangatlong mga bono ay dapat mabuo sa pamamagitan ng ibang geometriko na paraan ng magkakapatong na mga ulap ng elektron.

Ang bono na nabuo sa pamamagitan ng pagsasanib ng mga ulap ng elektron sa magkabilang panig ng isang axis na dumadaan sa nuclei ng mga atom ay tinatawag p-bond. Mga halimbawa p -ang mga koneksyon ay ipinapakita sa fig. 6. Ang nasabing overlap ay masigasig na hindi gaanong kanais-nais kaysa ayon sa s -uri. Isinasagawa ito ng mga peripheral na bahagi ng mga ulap ng elektron na may mas mababang density ng elektron. Ang pagtaas sa multiplicity ng koneksyon ay nangangahulugan ng pagbuo p mga bono na may mas kaunting enerhiya kaysa s -komunikasyon. Ito ang dahilan para sa non-linear na pagtaas sa nagbubuklod na enerhiya kumpara sa pagtaas ng multiplicity.

kanin. 6. Mga halimbawa ng p-bond

Isaalang-alang ang pagbuo ng mga bono sa N 2 molekula. Tulad ng nalalaman, ang molecular nitrogen ay napaka-inert sa kemikal. Ang dahilan nito ay ang pagbuo ng isang napakalakas na NєN triple bond:

Ang scheme ng overlapping electron clouds ay ipinapakita sa fig. 7. Ang isa sa mga bono (2px–2px) ay nabuo ayon sa s-type. Ang dalawa pang (2рz–2рz, 2рy–2рy) ay p-type. Upang hindi magkalat ang figure, ang imahe ng magkakapatong na 2py clouds ay ini-render nang hiwalay (Fig. 7b). Upang makakuha ng pangkalahatang larawan, Fig. Dapat pagsamahin ang 7a at 7b.

Sa unang tingin, ito ay maaaring mukhang iyon s -bond, na nililimitahan ang paglapit ng mga atomo, ay hindi pinapayagan ang mga magkakapatong na orbital p -uri. Gayunpaman, ang imahe ng orbital ay kinabibilangan lamang ng isang partikular na bahagi (90%) ng electron cloud. Nagaganap ang overlapping sa isang peripheral area sa labas ng naturang imahe. Kung akala natin ang mga orbital na kinabibilangan ng malaking bahagi ng electron cloud (halimbawa, 95%), kung gayon ang kanilang overlap ay magiging halata (tingnan ang mga putol-putol na linya sa Fig. 7a).

kanin. 7. Pagbubuo ng N 2 molecule

Itutuloy

V.I. Elfimov,
propesor ng Moscow
state open university

Kung saan naputol ang isang nunal ng isang ibinigay na bono. Ipinapalagay na ang mga paunang sangkap at mga produkto ng reaksyon ay nasa kanilang karaniwang estado ng isang hypothetical ideal na gas sa presyon na 1 atm at temperatura na 25 0 C. Ang mga kasingkahulugan para sa breaking energy ng isang chemical bond ay: bond energy, dissociation energy ng diatomic molecules, chemical bond formation energy.

Ang breaking energy ng isang kemikal na bono ay maaaring tukuyin sa iba't ibang paraan, halimbawa

Mula sa mass spectroscopic data (mass spectrometry).

Ang pagsira ng enerhiya ng mga bono ng kemikal sa iba't ibang mga compound ay makikita sa reference na libro.

Ang pagkasira ng enerhiya ng mga bono ng kemikal ay nagpapakilala sa lakas ng isang bono ng kemikal.

Ang enerhiya ng pagsira sa C-C bond.

Tingnan din

Mga Tala

Wikimedia Foundation. 2010 .

Tingnan kung ano ang "Chemical Bond Breaking Energy" sa ibang mga diksyunaryo:

Ito ay katumbas ng gawaing dapat gastusin upang hatiin ang isang molekula sa dalawang bahagi (mga atomo, mga grupo ng mga atomo) at alisin ang mga ito sa isa't isa sa isang walang katapusang distansya. Halimbawa, kung ang E. x ay isinasaalang-alang. Sa. H3CH H sa isang methane molecule, pagkatapos ay tulad ng ... ... Great Soviet Encyclopedia

Ang isang exothermic na reaksyon ay isang kemikal na reaksyon na sinamahan ng paglabas ng init. Ang kabaligtaran ng isang endothermic na reaksyon. Ang kabuuang dami ng enerhiya sa isang sistema ng kemikal ay napakahirap sukatin o kalkulahin... Wikipedia

Fig.1. Triple bond sa balangkas ng teorya ng valence bonds Ang triple bond ay isang covalent bond ng dalawang atomo sa isang molekula sa pamamagitan ng tatlong karaniwang nagbubuklod na mga pares ng elektron. Ang unang larawan ng visual na istraktura ng triple bond ay ibinigay sa ... Wikipedia

Ang isang natatanging katangian ng mga alkohol ay ang hydroxyl group sa isang saturated carbon atom sa figure na naka-highlight sa pula (oxygen) at gray (hydrogen). Mga alak (mula sa Latin ... Wikipedia

C (carboneum), isang non-metallic chemical element ng IVA subgroup (C, Si, Ge, Sn, Pb) ng Periodic Table of Elements. Ito ay nangyayari sa kalikasan sa anyo ng mga kristal na brilyante (Larawan 1), grapayt o fullerene at iba pang mga anyo at bahagi ng organic ... ... Collier Encyclopedia