Chemia ogolna2 Strona 1
POLSKIE WWW ŚWIATOWE WWW
Układ okresowy Rozpuszczalność Obliczenia Definicje Linki
Wiązania chemiczne w cząsteczkach
POWRÓT
Chemia ogólna
Powstawanie wiązania chemicznego
Spis treści rozdziału - tutaj kliknij
Reguła dubletu i oktetu / Sposoby osiągania struktury helowca /
Związki chemiczne powstały w wyniku połączenia różnych atomów. Część z nich powstała w sposób naturalny w wyniku przemian
jakim podlegała Ziemia (minerały, procesy biochemiczne) ale znacząca ilość powstała w wyniku działalności człowieka.
Szczególnie jest to widoczne w ostatnim półwieczu. W tym okresie pojawiły się materiały, dzięki którym stała się możliwa
produkcja lekkich i wytrzymałych konstrukcji. Są to materiały, które zaspokajają potrzeby rolników, lekarzy, konstruktorów i
każdego kto dąży do polepszenia komfortu codziennego życia.
Nowe materiały, których twórcą jest człowiek powstały głównie dlatego, że poznano sposoby wiązania się atomów oraz poznano
zależności między właściwościami substancji a typami wiązań chemicznych. Poznanie sposobów wiązania się atomów było
głównym celem badań chemików i zawsze zastanawiano się dlaczego atomy łączą się ze sobą?. Opracowano wiele teorii
wiązania się atomów. Głównie uważa się, że atomy łączą się dlatego, ponieważ poprzez wiązanie się atomów w rozpatrywanym
układzie energia utworzonego związku staje się mniejsza od sumy energii oddzielnych atomów. To jest tak jak z kulą
umieszczoną na górze. Puszczona zawsze stacza się w dół i zajmuje miejsce gdzie jej energia potencjalna jest najmniejsza.
Wiązania chemiczne powstają w wyniku zmian w położeniach elektronów walencyjnych, elektronów zewnętrznych powłok
atomów. Podstawy nowoczesnej interpretacji mechanizmów tworzenia wiązań chemicznych stworzył chemik amerykański G.N.
Lewis. Najbardziej znana to reguła oktetu i dubletu.
Reguła dubletu i oktetu
Z poprzednich rozdziałów wiemy, że związek chemiczny to substancja złożona z dwóch lub większej liczby pierwiastków, których
atomy występują w określonym charakterystycznym stosunku. Wiemy też, że pomiędzy atomami musi istnieć jakieś
oddziaływanie wiążące ("sklejające") atomy między sobą. To oddziaływanie nazwaliśmy wiązaniem atomowym. Obecnie
postaramy się przybliżyć istotę tworzenia wiązań chemicznych.
Badania struktur związków chemicznych wykazały, że atomy związku mogą być ze sobą powiązane i tworzyć cząsteczki lub
mogą występować jako jony.
Cząsteczka to określona, odrębna, obojętna elektrycznie grupa powiązanych ze sobą atomów.
Jon to dodatnio lub ujemnie naładowany elektrycznie atom albo grupa powiązanych ze sobą atomów. Symbol jonu
podaje się w postaci symbolu atomu lub grupy atomów z ładunkiem umieszczonym w prawym górnym indeksie, np.
dodatnie; Na+, Ca2+, Al3+, oraz ujemne; F-, S2-, SO42-.
Związek chemiczny zaliczamy do związków cząsteczkowych, jeżeli składa się z cząsteczek, do związków jonowych - gdy składa
się z jonów. To stwierdzenie jest bardzo istotne w ocenie właściwości związków chemicznych. Każda z tych grup związków
chemicznych ma charakterystyczne dla siebie właściwości.
Związki, które w temperaturze pokojowej są gazami lub cieczami, są cząsteczkowe. Większość związków organicznych to
związki cząsteczkowe. W odróżnieniu od związków cząsteczkowych, związki jonowe są ciałami stałymi o wysokiej temperaturze
topnienia. Przykładem związku cząsteczkowego są gazy występujące w powietrzu. Tlen tworzy cząsteczki O2, azot cząsteczki N2.
Przykładem związku jonowego jest sól kuchenna (chlorek sodu), która składa się z jonów sodu Na+ i jonów chlorkowych Cl-.
Każdy kryształ soli, który bierzemy do ręki to uporządkowana sieć wielkiej liczby występujących na przemian jonów Na+ i Cl-.
Możemy w przypadku tej substancji powiedzieć, że kryształ soli to jedna cząsteczka, składająca się z olbrzymiej liczby jonów.
W jaki sposób powstają wiązania chemiczne?
Tworzenie się związków chemicznych i powstawanie odpowiednich wiązań chemicznych pomiędzy pierwiastkami tworzącymi
cząsteczkę związku chemicznego tłumaczy się charakterystycznym oddziaływaniem pomiędzy elektronami i jądrami łączących się
atomów. I to będzie treścią tego rozdziału
Chemicy zauważyli, że w wyniku tego oddziaływania, każdy z łączących się atomów dąży do osiągnięcia takiej struktury
(konfiguracji elektronowej), która będzie bardziej trwała jak dotychczasowa.
Pierwszy zauważył to Gilbert Newton Lewis i opracował jakościową teorię wiązań chemicznych. Zgodnie z tą teorią, każdy
pierwiastek tworząc związek chemiczny przyjmuje konfigurację elektronową nabliższego gazu szlachetnego.
I tak w atomach typowych metali, które na powłoce walencyjnej mają 1, 2 lub 3 elektrony walencyjne, konfiguracje elektronową
najbliższego gazu szlachetnego osiągamy przenosząc elektrony do innego atomu, natomiast wśród niemetali istnieje silna
tendencja do osiągniecia struktury helowców przez przyłączenie jednego lub więcej elektronów.
Kiedy atom osiąga strukturę helowca, przenosząc elektrony do lub od innych atomów albo tworząc wspólne pary elektronowe z
innymi atomami, mówimy, że atom kompletuje oktet lub dublet elektronowy. Taki dublet lub oktet elektronowy charakteryzuje się
dużą trwałością o czym świadczą właściwości chemiczne gazów szlachetnych.
http://www.chemia.dami.pl/gimnazjum/gimnazjum5/wiazania1.htm 2010-03-14 10:39:02
Chemia ogolna2 Strona 2
Atomy, które oddają lub przyjmują elektrony stają się atomami obdarzonymi ładunkami elektrycznymi (jonami),
dodatnim lub ujemnym, ponieważ suma ładunku pochodzącego od protonów i elektronów nie jest sobie równa.
Ilość elektronów nie jest równa ilości protonów
W przypadku atomów, które oddają elektrony powstają jony dodatnie - kationy a w przypadku atomów, które
przyjmują elektrony jony ujemne - aniony
Sposoby osiągania struktury helowca
Sposób osiągania struktury helowca przez metal (sód) i niemetal (chlor) przedstawiają poniższe rysunki.
Atom sodu oddaje elektron z powloki M zgodnie z zapisem
Na - (2, 8, 1) - e ---> Na+ (2, 8)
Powstaje jon o konfiguracji elektronowej Na+(2, 8). Jest to
struktura helowca Ne (2, 8)
Dla sodu Na powstaje jon obdarzony ładunkiem +1. Wartość
ładunku +1 otrzymaliśmy z bilansu ładunku pochodzącego od
protonów i elektronów. Bilans ładunku W jądrze sodu mamy
11 protonów o ładunku +11 a na powłokach elektronowych
10 elektronów o ładunku -10.
Skąd wiemy, że w jądrze atomu sodu mamy 11 protonów - otóż odczytujemy to z układu okresowego pierwiastków. Jest to
wartość liczby atomowej ( Z ) - Na
11
+11 (protonów) + (-10) (elektronów = +1
W przypadku chloru (patrz rysunek) powstaje jon obdarzony
ładunkiem -1. Jest to wynikiem przyjęcia przez atom jednego
elektronu. Po przyjęciu elektronu ma nadwyżkę ładunku
ujemnego -1.
Bilans ładunku W jądrze znajduje się 17 protonów o ładunku
+17 a na powłokach elektronowych 18 elektronów o ładunku
-18.
+17 (protonów) + (-18) (elektronów = -1
Cl (2, 8, 7) + e ---> Cl-- (2, 8, 8) - Po przyjęciu elektronu atom
chloru uzyskuje strukturę helowca Ar (2, 8, 8)
Do symbolicznego przedstawiania jonów wykorzystujemy symbole pierwiastków i indeks górny umieszczony z prawej
strony symbolu (patrz przykład niżej).
Zapis NH4+ informuje nas, że nie tylko atomy ale również cząsteczki mogą być obdarzone ładunkiem elektrycznym i
stają się jonami. W tym przypadku jest to kation amonowy.
Podstawowe wiązania chemiczne, to:
wiązania jonowe
kowalencyjne (atomowe)
kowalencyjne spolaryzowane
Ważne pojęcia
Reguła dubletu i oktetu - każdy z łączących się atomów dąży do osiągnięcia takiej struktury (konfiguracji elektronowej)
, która będzie bardziej trwała jak dotychczasowa. Taką strukturą jest konfiguracja elektronowa nabliższego gazu
szlachetnego.
Jony - to atomy, które oddają lub przyjmują elektrony i stają się atomami obdarzonymi ładunkami elektrycznymi
(jonami), dodatnim lub ujemnym
Kation - jon o ładunku dodatnim.
Anion - jon o ładunku ujemnym.
POWRÓT
DALEJ
http://www.chemia.dami.pl/gimnazjum/gimnazjum5/wiazania1.htm 2010-03-14 10:39:02
Chemia ogolna2 Strona 3
Substancje chemiczne/ Symbole, wzory/ Przemiany chemiczne/ Budowa materii/ Wiązania chemiczne/ Stechiometria/ Woda i roztwory/ Wodorotlenki/ Pierwiastki/ Chemia
organiczna/ Ekologia/
Spis treści serwisu - gimnazjum/ Kontakt z autorem strony/

Copyright - "CHEMIA OGÓLNA - 2002 - 2006"
http://www.chemia.dami.pl/gimnazjum/gimnazjum5/wiazania1.htm 2010-03-14 10:39:02