Цели: - сформировать знания о ковалентной связи, её разновидностях и механизмах образования, ионной связи, металлической связи, водородной связи, единой природе химических связей, электроотрицательности, полярности молекул.
Задачи: Сформировать умения определять типы химической связи, объяснять природу и способы образования химической связи.
Оборудование и материалы
- Учебник и конспект лекций.
- Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.
- Шкала электроотрицательности атомов.
Рекомендуемые информационные материалы:
1. Учебник О.С. Габриелян «Химия 11 класс. Базовый уровень» - М.: «Дрофа» 2024
2. Адрес публикации: https://studfile.net/preview/6012159/page:16/
2. Адрес публикации: https://chem-ege.sdamgia.ru/test?theme=144
Освоены следующие компетенции:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их выполнение и качество.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
Количество часов: 2 часа
Критерии оценки:
1. Зачет ставится в случае, если выполнено не менее 50% заданий, в освещении вопросов не содержится грубых ошибок, самостоятельно выполнена практическая работа, выполнены требования к оформлению.
2. Незачет ставится, если обучающихся не справился с заданием (выполнено менее 50% задания), нераскрыто основное содержание вопросов, имеются грубые ошибки в выполнении задания, а также работа выполнена несамостоятельно.
ХОД РАБОТЫ
Теоретический материал
Сущность химической связи
Из физики хорошо известно, что в природе действуют силы притяжения между телами. Известно и притяжение разноимённых зарядов. Этот вид взаимодействия обеспечивает устойчивость атомов.
Электроны, как в молекуле, так и в атоме проявляют также волновые свойства. Они попарно заселяют молекулярные орбитали. Наибольшая электронная плотность в молекулярной орбитали сосредоточена между атомными ядрами. Соответствующая электронная пара обобщена атомами. Возвращение атомов в исходное несвязанное состояние может произойти только при поглощении им внешней энергии. Это и означает наличие связи между атомами.
Энергия, выделяющаяся при образовании химической связи, называется энергией связи. Она измеряется в кДж/ моль
При разрыве химической связи затрачивается энергия диссоциации, равная по величине энергии связи.
При образовании молекулы происходит перекрывание электронных облаков – обязательное условие образования химической связи во всех молекулах. Перекрываются только внешние электронные облака атомов, следовательно, взаимодействие валентных электронов ведёт к образованию химической связи.
Ионная химическая связь
Это химическая связь, образовавшаяся за счёт электростатического притяжения катионов и анионов.
Наиболее устойчивой является такая электронная конфигурация, при которой на внешнем уровне будет находиться 8 электронов. Атомы часто достигают этого либо отдав электрон, либо присоединив его.
Атомы, присоединившие электроны превращаются в отрицательно заряженные ионы – анионы.
Атомы, отдавшие электроны превращаются в положительно заряженные ионы – катионы.
Между анионами и катионами возникают силы электростатического притяжения, которые осуществляют ионную химическую связь.
Этот тип связи характерен для соединений типичных металлов с типичными неметаллами.
Например,
..
Na• + •Cl: → Na+[Cl]-
. .
Свойства соединений с ионной химической связью:
- твёрдые, прочные, тугоплавкие вещества, растворы и расплавы ионных соединений – электролиты.
Примеры веществ с ионной связью: гидроксиды металлов, соли кислородсодержащих кислот, кислоты.
Ковалентная химическая связь
Это связь, возникающая между атомами за счёт образования общих электронных пар.
Механизм образования ковалентной связи:
1) обменный
2) донорно-акцепторный
По способу перекрывания электронных орбиталей различают σ - связи и π - связи
σ - связь – это перекрывание орбиталей вдоль линии связи.
π-связь – это боковое перекрывание р - орбиталей, эта связь менее прочная.
По числу электронных пар, то есть по кратности, различают:
- одинарные связи – Н-Н
- двойные связи – О=С=О
- тройные связи – N ≡ N
По степени смещения общих электронных пар к одному из связанных атомов:
- неполярная – ковалентная связь, образующаяся между атомами элементов с одинаковой электроотрицательностью (Cl2, H2).
- полярная – ковалентная связь между атомами элементов с разной электроотрицательностью (HCl, H2S).
Вещества с ковалентной связью имеют кристаллическую решётку двух типов:
- атомную – вещества отличаются большой прочностью (алмаз, графит, кварц)
- молекулярную – в обычных условиях такие вещества газообразны, летучие жидкости или твёрдые легкоплавкие вещества (Cl2, H2O, CO2). Молекулярная кристаллическая решётка непрочная.
Металлическая связь
Связь в металлах и сплавах, которую выполняют относительно свободные электроны между ионами металлов в металлической кристаллической решётке, называют металлической химической связью.
Схема образования:
Ме0 – ne ↔ Меn+
Свойства веществ с металлической связью: твёрдость, электропроводность, теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск.
Металлы имеют кристаллическую металлическую решётку, в узлах которой ионы или атомы металлов.
Водородная связь
Химическая связь между атомами водорода одной молекулы и отрицательными атомами сильноотрицательных элементов (Cl, F, O, N) другой молекулы
Пример: водородная связь устанавливается между молекулами воды
-δ +δ -δ +δ
О – Н…... О – Н……
׀ +δ +δ׀
Н Н
Водородная связь устанавливается в молекулах спиртов, белков, ДНК. Вещества с водородной связью имеют молекулярные кристаллические решётки.
Единая природа химической связи
Деление на связи носит условный характер:
- ионную связь можно рассматривать как крайний случай ковалентной полярной связи;
- металлическая связь совмещает ковалентное взаимодействие атомов с помощью общих электронов;
- различные типы связей могут содержаться в одних и тех же веществах: в молекуле серной кислоты между Н+ и SO42- ионная связь, между серой и кислородом – ковалентная полярная;
-различные типы связей могут переходить один в другой.
Практическая часть
Задание 2. Дайте определения следующим терминам: химическая связь, ионная связь, ковалентная связь, водородная связь, металлическая связь, электроотрицательность, ионы, катионы, анионы.
Задание 3. Заполните таблицу. Распределите из приведённого списка соединения по типам химической связи:
|
Соединение
|
Ионная
связь
|
Ковалентная
неполярная
связь
|
Ковалентная
полярная
связь
|
Металлическая
связь
|
Водородная
связь
|
|
HCl
|
|
|
|
|
|
|
N₂
|
|
|
|
|
|
|
Fe
|
|
|
|
|
|
|
H₂O
|
|
|
|
|
|
|
KBr
|
|
|
|
|
|
|
Br₂
|
|
|
|
|
|
|
NH₃
|
|
|
|
|
|
|
NaF
|
|
|
|
|
|
|
O₂
|
|
|
|
|
|
|
H₂SO₄
|
|
|
|
|
|
Задание 4. Определите тип химической связи, валентность и степень окисления элементов в веществах: AlBr₃, O₂, CO₂, H₂O, N₂, K₂O.
Задание 5. Решите задачи:
- Какое соединение прочнее: NaBr или CaBr₂? Ответ поясните, опираясь на тип связи и кристаллическую решётку.
- В какой паре атомов химическая связь имеет наиболее ярко выраженный ионный характер: K–F, O–F, F–F, P–F? Почему?
- Соотнесите тип связи и формулу вещества:
- Тип связи: 1. Металлическая; 2. Ковалентная полярная; 3. Ковалентная неполярная; 4. Ионная.
- Формулы: А. NaCl; Б. O₂; В. HCl; Г. Cu.
Задание 6.
Ответьте на вопросы:
1) Какие виды химической связи вам известны?
2) Какой тип связи возникает между разноимённо заряженными ионами?
3) Каков состав соединений с ионной связью?
3) Какая химическая связь между атомами элементов неметаллов с разной электроотрицательностью?
4) Каков тип химической связи в атомах металлов и сплавов?
5) Каков тип химической связи между молекулами воды?
6) Что такое электроотрицательность и как она влияет на тип связи?
7) В чём разница между ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью?
8) Почему ионную связь считают крайним случаем ковалентной полярной?
9) Как тип связи определяет физические свойства вещества (температура плавления, электропроводность и т.д.)?
Задание 7.
Выполните письменно задание:
Определите тип химической связи в молекулах следующих веществ:
NaCl, KOH, HNO3, H2S, H2, Ba
Задание 8. Сделайте вывод по работе
Тема: «Строение вещества и природа химической связи».
Это интересно! 