모든 금속에는 다음과 같은 특성이 있습니다.

외부 에너지 수준에서 소수의 전자(6,7 및 8을 가질 수 있는 일부 예외 제외);

큰 원자 반경;

낮은 이온화 에너지.

이 모든 것이 외부의 짝을 이루지 않은 전자를 핵에서 쉽게 분리하는 데 기여합니다. 이 경우 원자에는 많은 자유 궤도가 있습니다. 금속 결합 형성 계획은 서로 다른 원자의 수많은 궤도 셀이 중첩되어 결과적으로 공통 결정질 공간을 형성하는 것을 보여줍니다. 각 원자의 전자가 원자에 공급되어 자유롭게 돌아다니기 시작합니다. 다른 부분들격자. 주기적으로 각각은 결정 부위의 이온에 부착되어 원자로 변한 다음 다시 분리되어 이온을 형성합니다.

따라서, 금속 결합은 일반적인 금속 결정에서 원자, 이온 및 자유 전자 사이의 결합입니다. 구조 내에서 자유롭게 움직이는 전자 구름을 "전자 가스"라고 합니다. 대다수를 설명하는 것은 그들이다 물리적 특성금속 및 그 합금.

금속 화학 결합은 정확히 어떻게 실현됩니까? 다른 예가 있습니다. 리튬 조각에 대해 생각해 봅시다. 완두콩 크기로 생각해도 수천 개의 원자가 있을 것입니다. 따라서 이 수천 개의 원자 각각이 공통 결정 공간에 유일한 원자가 전자를 제공한다고 상상해 봅시다. 또한 주어진 요소의 전자 구조를 알면 빈 궤도의 수를 볼 수 있습니다. 리튬은 그 중 3개(두 번째 에너지 수준의 p-오비탈)를 갖습니다. 수만에서 각 원자에 대해 3개 - 이것은 "전자 가스"가 자유롭게 움직이는 결정 내부의 공통 공간입니다.

금속 결합을 가진 물질은 항상 강합니다. 결국, 전자 가스는 결정이 붕괴되는 것을 허용하지 않고 층을 옮기고 즉시 복원합니다. 그것은 빛나고 특정 밀도 (대부분 높음), 가용성, 가단성 및 연성을 갖습니다.

금속 결합이 실현되는 또 다른 곳은 어디입니까? 물질의 예:

단순한 구조의 금속;

서로의 모든 금속 합금;

모든 금속과 그 합금은 액체와 고체 상태입니다.

특정 예는 믿을 수 없을 정도로 많이 인용될 수 있습니다. 주기율표 80개 이상!

형성의 메커니즘 일반보기다음 표기법으로 표현됩니다. Ме 0 - e - ↔ Ме n +. 어떤 입자가 금속 결정에 존재하는지 다이어그램에서 분명합니다.

모든 금속은 전자를 제공하여 양전하를 띤 이온으로 변할 수 있습니다.

예를 들어, 철: 철 0 -2e - = 철 2+

분리된 음전하를 띤 입자인 전자는 어디로 가나요? 마이너스는 항상 플러스에 끌립니다. 전자는 결정 격자에서 철의 다른 이온(양전하)에 끌립니다. 철 2+ + 2e - = 철 0

이온은 중성 원자가 됩니다. 그리고 이 과정이 여러 번 반복됩니다.

철의 자유전자가 존재한다는 사실이 밝혀졌다. 끊임없는 움직임결정의 전체 부피에 걸쳐 격자 사이트에서 분리되고 이온에 부착됩니다. 이 현상의 다른 이름은 비편재화된 전자 구름... "delocalized"라는 용어는 첨부되지 않은 무료를 의미합니다.

테마 USE 코디네이터: 공유 화학 결합, 그 종류 및 형성 메커니즘. 공유 결합 특성(극성과 결합 에너지). 이온 결합. 금속 본드. 수소 결합

분자 내 화학 결합

먼저 분자 내 입자 사이에 발생하는 결합을 고려하십시오. 이러한 연결을 호출합니다. 분자내.

화학 결합 원자 사이 화학 원소정전기적 성질을 가지며 다음과 같이 형성됩니다. 외부(가) 전자의 상호작용, 다소간 양전하를 띤 핵에 의해 유지결합된 원자.

여기서 핵심 개념은 전기 음성. 유형을 결정하는 것은 그녀입니다. 화학 결합원자와 이 결합의 속성 사이.

끌어당기는(보유) 원자의 능력입니다. 외부의(원자가) 전자... 전기 음성도는 외부 전자가 핵으로 끌어당기는 정도에 따라 결정되며 주로 원자의 반경과 핵의 전하에 따라 달라집니다.

전기 음성도는 명확하게 정의하기 어렵습니다. L. Pauling은 상대적 전기음성도 표를 작성했습니다(이원자 분자의 결합 에너지를 기반으로 함). 가장 전기음성도가 높은 원소는 플루오르의미와 함께 4 .

다른 출처에서 전기 음성도 값의 다른 척도와 표를 찾을 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이것은 화학 결합의 형성에 역할을 하기 때문에 두려워해서는 안 됩니다. 원자이며 모든 시스템에서 거의 동일합니다.

화학 결합 A : B의 ​​원자 중 하나가 전자를 더 강하게 끌어 당기면 전자 쌍이 그쪽으로 옮겨집니다. 더 전기 음성도의 차이원자가 많을수록 전자쌍이 더 많이 변위됩니다.

상호 작용하는 원자의 전기 음성도 값이 같거나 거의 같은 경우: EO(A) ≈EO(B), 그러면 총 전자 쌍은 원자로 이동하지 않습니다. 답: 나... 이 연결은 공유 비극성.

상호 작용하는 원자의 전기 음성도가 다르지만 그다지 많지 않은 경우(전기 음성도의 차이는 약 0.4에서 2입니다. 0,4<ΔЭО<2 ), 전자 쌍은 원자 중 하나로 이동합니다. 이 연결은 공유 극성 .

상호 작용하는 원자의 전기 음성도가 크게 다른 경우(전기 음성도의 차이가 2보다 큼: △EO> 2), 전자 중 하나가 다른 원자로 거의 완전히 전달되어 이온... 이 연결은 이온.

화학 결합의 주요 유형은 다음과 같습니다. 공유, 이온그리고 금속의사 소통. 그것들을 더 자세히 고려해 봅시다.

공유 화학 결합

공유 결합 – 그것은 화학 결합이다 에 의해 형성 공통 전자쌍 A: B의 형성 ... 이 경우 두 개의 원자 겹치다원자 궤도. 공유 결합은 전기 음성도의 차이가 작은 원자의 상호 작용에 의해 형성됩니다(일반적으로, 두 비금속 사이) 또는 한 요소의 원자.

공유 결합의 기본 특성

• 집중하다,
• 포화도,
• 극성,
• 분극성.

이러한 결합 특성은 물질의 화학적 및 물리적 특성에 영향을 미칩니다.

소통의 방향 물질의 화학 구조와 형태를 특성화합니다. 두 결합 사이의 각을 결합각이라고 합니다. 예를 들어, 물 분자에서 H-O-H 결합각은 104.45°이므로 물 분자는 극성이고 메탄 분자에서 H-C-H 결합각은 108° 28'입니다.

포화도 제한된 수의 공유 화학 결합을 형성하는 원자의 능력입니다. 원자가 형성할 수 있는 결합의 수라고 합니다.

극성결합은 전기 음성도가 다른 두 원자 사이의 전자 밀도의 고르지 않은 분포에서 발생합니다. 공유 결합은 극성과 비극성으로 나뉩니다.

편광성 연결은 외부 전기장의 영향으로 결합 전자가 변위하는 능력(특히, 다른 입자의 전기장). 분극성은 전자 이동도에 따라 달라집니다. 전자가 핵에서 멀수록 이동성이 높아져 분자가 더 분극화됩니다.

공유 비극성 화학 결합

공유 결합에는 두 가지 유형이 있습니다. 극선그리고 비극성 .

예시 . 수소 분자 H 2 의 구조를 고려하십시오. 외부 에너지 준위의 각 수소 원자는 1개의 짝을 이루지 않은 전자를 운반합니다. 원자를 표시하기 위해 루이스 구조를 사용합니다. 이것은 전자가 점으로 표시될 때 원자의 외부 에너지 준위 구조의 다이어그램입니다. 루이스 포인트 구조 모델은 두 번째 기간의 요소로 작업할 때 유용합니다.

시간. +. H = H: H

따라서 수소 분자는 하나의 공통 전자쌍과 하나의 화학 결합 H-H를 가지고 있습니다. 이 전자쌍은 수소 원자로 이동하지 않습니다. 수소 원자의 전기 음성도는 동일합니다. 이 연결은 공유 비극성 .

공유 비극성(대칭) 결합 동일한 전기 음성도(일반적으로 동일한 비금속)를 갖는 원자에 의해 형성되는 공유 결합이므로 원자 핵 사이에 균일한 전자 밀도 분포가 있습니다.

비극성 결합의 쌍극자 모멘트는 0입니다.

의 예: H 2 (H-H), O 2 (O = O), S 8.

공유 극성 화학 결합

공유 극성 결합 사이에 발생하는 공유결합이다. 전기 음성도가 다른 원자 (대개, 다른 비금속) 및 다음과 같은 특징이 있습니다. 배수량더 전기음성도가 높은 원자에 대한 공통 전자쌍(편극).

전자 밀도는 더 전기 음성도가 높은 원자로 이동하므로 부분 음전하(δ-)가 발생하고 전기 음성도가 낮은 원자에는 부분 양전하(δ +, delta +)가 발생합니다.

원자의 전기음성도 차이가 클수록 극성연결 등 쌍극자 모멘트 ... 인접한 분자와 반대 부호의 전하 사이에 추가 인력이 작용하여 증가합니다. 힘의사 소통.

결합의 극성은 화합물의 물리적 및 화학적 특성에 영향을 미칩니다. 반응 메커니즘과 인접 결합의 반응성조차도 결합의 극성에 따라 다릅니다. 연결의 극성은 종종 다음과 같이 결정됩니다. 분자 극성따라서 끓는점과 녹는점, 극성 용매에 대한 용해도와 같은 물리적 특성에 직접적인 영향을 미칩니다.

예: HCl, CO2, NH3.

공유 결합 형성 메커니즘

공유 화학 결합은 2가지 메커니즘을 통해 발생할 수 있습니다.

1. 교환 메커니즘 공유 화학 결합의 형성은 각 입자가 공통 전자 쌍을 형성하기 위해 하나의 짝을 이루지 않은 전자를 제공할 때입니다.

NS . + . B = A: B

2. 공유 결합 형성은 입자 중 하나가 고독한 전자 쌍을 제공하고 다른 입자가 이 전자 쌍에 대해 빈 궤도를 제공하는 메커니즘입니다.

NS: + B = A: B

이 경우 원자 중 하나는 고독한 전자쌍( 기증자), 그리고 다른 원자는 이 쌍에 대해 빈 궤도를 제공합니다( 수용자). 결합 형성의 결과로 두 전자 에너지가 모두 감소합니다. 원자에 유익합니다.

공여체-수용체 메커니즘에 의해 형성된 공유 결합 다르지 않다교환 메커니즘에 의해 형성된 다른 공유 결합의 특성. 공여체-수용체 메커니즘에 의한 공유 결합의 형성은 외부 에너지 준위에서 많은 수의 전자를 갖는 원자(전자 공여체) 또는 그 반대의 매우 적은 수의 전자를 갖는 원자(전자 수용체)의 특징입니다. 원자의 원자가 능력은 해당 섹션에서 더 자세히 고려됩니다.

기증자-수용체 메커니즘에 의해 공유 결합이 형성됩니다.

- 분자에서 일산화탄소 CO(분자의 결합은 삼중이고, 2개의 결합은 교환 메커니즘에 의해 형성되고, 하나는 공여체-수용체 메커니즘에 의해 형성됨): C≡O;

- V 암모늄 이온 NH 4 +, 이온 유기 아민예를 들어, 메틸암모늄 이온에서 CH 3 -NH 2 +;

- V 복합 화합물, 중심 원자와 리간드 그룹 사이의 화학 결합, 예를 들어 나트륨 테트라히드록소알루미네이트 Na에서 알루미늄과 수산화물 이온 사이의 결합;

- V 질산과 그 염- 질산염: HNO 3, NaNO 3, 일부 다른 질소 화합물;

- 분자에서 오존오 3.

공유 결합의 주요 특성

공유 결합은 일반적으로 비금속 원자 사이에 형성됩니다. 공유 결합의 주요 특징은 다음과 같습니다. 길이, 에너지, 다양성 및 방향.

화학 결합의 다양성

화학 결합의 다양성 - 이것은 화합물에서 두 원자 사이의 공통 전자쌍의 수... 결합의 다양성은 분자를 구성하는 원자의 값에서 쉽게 결정할 수 있습니다.

예를 들어 , 수소 분자 H 2 에서 결합 다중도는 1입니다. 각 수소는 외부 에너지 준위에서 1개의 짝을 이루지 않은 전자만을 가지므로 하나의 공통 전자쌍이 형성됩니다.

산소 분자 O 2 에서 결합 다중도는 2입니다. 외부 에너지 준위의 각 원자에는 2개의 짝을 이루지 않은 전자가 있습니다: O = O.

질소 분자 N 2 에서 결합 다중도는 3입니다. 각 원자 사이에는 외부 에너지 준위에서 3개의 짝을 이루지 않은 전자가 있고 원자는 3개의 공통 전자쌍 N≡N을 형성합니다.

공유 결합 길이

화학 결합 길이 결합을 형성하는 원자의 핵 중심 사이의 거리입니다. 그것은 실험적인 물리적 방법에 의해 결정됩니다. 결합 길이는 AB 분자의 결합 길이가 A2 및 B2 분자의 결합 길이의 절반 합계와 대략 같은 가산성 규칙에 따라 대략적으로 추정할 수 있습니다.

화학 결합의 길이는 대략적으로 추정할 수 있습니다. 원자의 반경을 따라결합을 형성하거나 통신 빈도로원자의 반지름이 그다지 다르지 않다면.

결합을 형성하는 원자의 반경이 증가함에 따라 결합 길이가 증가합니다.

예를 들어

원자(원자 반지름이 다르지 않거나 미미한 차이가 있는) 사이의 결합의 다중도가 증가하면 결합 길이가 감소합니다.

예를 들어 ... 시리즈에서: C – C, C = C, C≡C, 결합 길이가 감소합니다.

커뮤니케이션 에너지

결합 에너지는 화학 결합의 강도를 측정한 것입니다. 커뮤니케이션 에너지 결합을 끊고 이 결합을 형성하는 원자를 서로 무한히 먼 거리에서 제거하는 데 필요한 에너지에 의해 결정됩니다.

공유 결합은 매우 내구성.그 에너지 범위는 수십에서 수백 kJ/mol입니다. 결합 에너지가 높을수록 결합 강도가 높아지며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

화학 결합의 강도는 결합 길이, 결합 극성 및 결합 다중도에 따라 다릅니다. 화학 결합이 길수록 끊어지기 쉽고 결합 에너지가 낮을수록 강도가 낮아집니다. 화학 결합이 짧을수록 더 강하고 결합 에너지가 커집니다.

예를 들어, 화합물 HF, HCl, HBr의 계열에서 왼쪽에서 오른쪽으로 화학 결합의 강도 감소~부터 연결 길이가 늘어납니다.

이온 화학 결합

이온 결합 에 기초한 화학 결합이다. 이온의 정전기적 인력.

요나원자가 전자를 받아들이거나 포기하는 과정에서 형성됩니다. 예를 들어, 모든 금속의 원자는 외부 에너지 준위의 전자를 약하게 보유합니다. 따라서 금속 원자는 다음과 같은 특징이 있습니다. 회복 속성- 전자를 기증하는 능력.

예시. 나트륨 원자는 3차 에너지 준위에서 1개의 전자를 포함합니다. 쉽게 포기하면 나트륨 원자는 고귀한 네온 가스 Ne의 전자 구성과 함께 훨씬 더 안정적인 Na + 이온을 형성합니다. 나트륨 이온은 11개의 양성자와 10개의 전자만 포함하므로 이온의 총 전하는 -10 + 11 = +1입니다.

+11나) 2) 8) 1 - 1e = +11 나 +) 2 ) 8

예시. 외부 에너지 준위의 염소 원자는 7개의 전자를 포함합니다. 안정적인 불활성 아르곤 원자 Ar의 구성을 얻으려면 염소가 1개의 전자를 부착해야 합니다. 전자가 부착된 후 전자로 구성된 안정적인 염소 이온이 형성됩니다. 이온의 총 전하는 -1입니다.

+17클) 2) 8) 7 + 1e = +17 클 — ) 2 ) 8 ) 8

메모:

• 이온의 성질은 원자의 성질과 다르다!
• 안정 이온은 형성할 수 있을 뿐만 아니라 원자, 하지만 또한 원자 그룹... 예: 암모늄 이온 NH 4 +, 황산 이온 SO 4 2- 등 이러한 이온에 의해 형성된 화학 결합도 이온으로 간주됩니다.
• 이온 결합은 일반적으로 서로 형성됩니다. 궤조그리고 비금속(비금속 그룹);

형성된 이온은 전기 인력으로 인해 끌어당겨집니다. Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

요약하자면 공유 결합 유형과 이온 결합 유형의 구별:

금속 결합 상대적으로 형성되는 연결이다. 자유 전자~ 사이 금속 이온결정 격자를 형성합니다.

외부 에너지 준위의 금속 원자는 일반적으로 하나에서 세 개의 전자... 일반적으로 금속 원자의 반지름은 크므로 금속 원자는 비금속과 달리 외부 전자를 아주 쉽게 기증합니다. 강력한 환원제이다.

전자를 기증함으로써 금속 원자는 양전하 이온 ... 분리된 전자는 상대적으로 자유롭다. 이동하다양전하를 띤 금속 이온 사이. 이 입자들 사이 연결이있다~부터 공유 전자는 층상 금속 양이온을 함께 유지 , 따라서 충분히 강한 금속 결정 격자 ... 이 경우 전자는 계속해서 무질서하게 움직입니다. 새로운 중성 원자와 새로운 양이온이 끊임없이 등장합니다.

분자간 상호작용

이와는 별도로 물질의 개별 분자 사이에서 발생하는 상호 작용을 고려할 가치가 있습니다. 분자간 상호작용 ... 분자간 상호 작용은 새로운 공유 결합이 나타나지 않는 중성 원자 간의 상호 작용 유형입니다. 분자 사이의 상호 작용력은 1869년 반 데르 발스에 의해 발견되었으며 그의 이름을 따서 명명되었습니다. 반다르발스군... 반 데르 발스 힘은 다음과 같이 나뉩니다. 정위, 유도 그리고 분산 ... 분자간 상호 작용의 에너지는 화학 결합의 에너지보다 훨씬 적습니다.

중력의 방향력 극성 분자 사이에서 발생합니다(쌍극자-쌍극자 상호작용). 이러한 힘은 극성 분자 사이에서 발생합니다. 유도 상호 작용 극성 분자와 비극성 분자 사이의 상호 작용입니다. 비극성 분자는 극성 분자의 작용으로 인해 분극화되어 추가적인 정전기적 인력을 생성합니다.

특별한 유형의 분자간 상호 작용은 수소 결합입니다. - 이들은 강한 극성 공유 결합이 있는 분자 사이에서 발생하는 분자간(또는 분자내) 화학 결합입니다. H-F, H-O 또는 H-N... 분자에 그러한 결합이 있으면 분자 사이에는 추가 중력 .

형성 메커니즘 수소 결합은 부분적으로는 정전기적이며 부분적으로는 공여체-수용체입니다. 이 경우 전자쌍의 공여체는 전기음성도가 강한 원소(F, O, N)의 원자이고 수용체는 이들 원자에 연결된 수소원자이다. 수소 결합은 다음과 같은 특징이 있습니다. 집중하다 공간과 포화.

수소 결합은 점으로 표시할 수 있습니다. Н ··· O. 수소와 결합한 원자의 전기 음성도가 클수록 크기가 작을수록 수소 결합이 더 강해집니다. 그것은 주로 화합물의 특징입니다. 불소와 수소 그리고 또한 산소와 수소 , 더 적은 질소와 수소 .

수소 결합은 다음 물질 사이에서 발생합니다.

— 불화수소 HF(가스, 불화수소 수용액 - 불화수소산), 물 H 2 O(증기, 얼음, 액체 물):

— 암모니아 및 유기 아민 용액- 암모니아와 물 분자 사이;

— O-H 또는 N-H 결합이 있는 유기 화합물: 알코올, 카르복실산, 아민, 아미노산, 페놀, 아닐린 및 그 유도체, 단백질, 탄수화물 용액 - 단당류 및 이당류.

수소 결합은 물질의 물리적, 화학적 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 분자 사이의 추가 인력으로 인해 물질이 끓기 어렵습니다. 수소 결합이 있는 물질의 경우 끓는점이 비정상적으로 증가합니다.

예를 들어 , 일반적으로 분자량이 증가하면 물질의 끓는점이 증가합니다. 그러나 여러 물질에서 H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 테우리는 끓는점의 선형 변화를 관찰하지 않습니다.

즉, 에 끓는점이 비정상적으로 높음 - 직선이 우리에게 보여주듯이 -61 o C 이상이지만 훨씬 더 많습니다. +100 o C. 이 이상은 물 분자 사이에 수소 결합의 존재에 의해 설명됩니다. 따라서 정상적인 조건(0-20°C)에서 물은 액체위상 상태별.

화학 물질이 서로 관련이 없는 화학 원소의 원자로 구성된 경우는 극히 드뭅니다. 비활성 기체라고 하는 소수의 기체만이 정상적인 조건에서 이러한 구조를 갖습니다: 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 및 라돈. 종종 화학 물질은 흩어져 있는 원자로 구성되지 않고 다양한 그룹의 결합으로 구성됩니다. 이러한 원자의 결합은 몇 개의 단위, 수백, 수천 또는 그 이상의 원자를 셀 수 있습니다. 이러한 그룹의 구성에서 이러한 원자를 유지하는 힘을 화학 결합.

즉, 화학 결합은 개별 원자 간의 결합을 보다 복잡한 구조(분자, 이온, 라디칼, 결정 등)로 제공하는 상호 작용이라고 말할 수 있습니다.

화학 결합이 형성되는 이유는 더 복잡한 구조의 에너지가 그것을 형성하는 개별 원자의 총 에너지보다 적기 때문입니다.

따라서 특히 X와 Y 원자의 상호 작용 중에 XY 분자가 형성되면이 물질 분자의 내부 에너지가 그것이 형성된 개별 원자의 내부 에너지보다 낮다는 것을 의미합니다.

전자(XY)< E(X) + E(Y)

이러한 이유로 개별 원자 사이에 화학 결합이 형성되면 에너지가 방출됩니다.

화학 결합의 형성은 핵과의 결합 에너지가 가장 낮은 외부 전자층의 전자에 의해 수행됩니다. 원자가... 예를 들어, 붕소에서 이들은 2 에너지 준위의 전자입니다. NS-오비탈 및 1 x 2 NS-궤도:

화학 결합이 형성되면 각 원자는 희가스 원자의 전자 구성을 얻으려고 합니다. 외부 전자 층에 8개의 전자가 있도록(첫 번째 기간의 요소에 대해 2개). 이 현상을 옥텟 규칙이라고 합니다.

초기에 단일 원자가 다른 원자에 공통된 원자가 전자의 일부를 만드는 경우 원자에 의한 희가스의 전자 구성 달성이 가능합니다. 이 경우 공통 전자쌍이 형성됩니다.

전자의 사회화 정도에 따라 공유 결합, 이온 결합 및 금속 결합을 구별할 수 있습니다.

공유 결합

공유 결합은 비금속 원소의 원자 사이에서 가장 자주 발생합니다. 공유 결합을 형성하는 비금속의 원자가 다른 화학 원소에 속하는 경우 이러한 결합을 공유 극성 결합이라고 합니다. 이 이름의 이유는 다른 원소의 원자가 공통 전자쌍을 끌어당기는 능력도 다르기 때문입니다. 분명히 이것은 공통 전자 쌍이 원자 중 하나로 변위되어 부분적인 음전하가 형성됩니다. 차례로, 부분적인 양전하가 다른 원자에 형성됩니다. 예를 들어, 염화수소 분자에서 전자 쌍은 수소 원자에서 염소 원자로 옮겨집니다.

공유 극성 결합을 가진 물질의 예:

СCl 4, H 2 S, CO 2, NH 3, SiO 2 등

공유 비극성 결합은 동일한 화학 원소의 비금속 원자 사이에 형성됩니다. 원자가 동일하기 때문에 공유 전자를 끌어내는 능력은 동일합니다. 이와 관련하여 전자 쌍의 변위는 관찰되지 않습니다.

두 원자가 공통 전자쌍을 형성하기 위해 전자를 제공할 때 공유 결합을 형성하는 위의 메커니즘을 교환이라고 합니다.

기증자-수용자 메커니즘도 있습니다.

도너-수용체 메커니즘에 의해 공유 결합이 형성되면 한 원자(2개의 전자 포함)의 채워진 오비탈과 다른 원자의 빈 오비탈로 인해 공통 전자 쌍이 형성됩니다. 고독한 전자쌍을 제공하는 원자를 도너(donor)라고 하고 자유 궤도를 갖는 원자를 억셉터(acceptor)라고 합니다. 짝을 이룬 전자를 가진 원자는 N, O, P, S와 같이 전자쌍의 공여체 역할을 합니다.

예를 들어, 공여체-수용체 메커니즘에 따라 네 번째 공유 N-H 결합은 암모늄 양이온 NH 4 +에서 형성됩니다.

극성 외에도 공유 결합은 에너지를 특징으로 합니다. 결합 에너지는 원자 간의 결합을 끊는 데 필요한 최소 에너지입니다.

결합 에너지는 결합된 원자의 반경이 증가함에 따라 감소합니다. 우리가 알다시피 원자 반경은 하위 그룹을 따라 아래쪽으로 증가하기 때문에 예를 들어 할로겐-수소 결합의 강도가 계열에서 증가한다는 결론을 내릴 수 있습니다.

안녕하세요< HBr < HCl < HF

또한 결합 에너지는 다중도에 따라 달라집니다. 결합 다중도가 클수록 에너지도 커집니다. 결합 다중도는 두 원자 사이의 공통 전자쌍의 수를 나타냅니다.

이온 결합

이온 결합은 공유 극성 결합의 제한적인 경우로 간주될 수 있습니다. 공유 극성 결합에서 전체 전자 쌍이 부분적으로 원자 쌍 중 하나로 옮겨지면 이온 상태에서는 원자 중 하나에 거의 완전히 "주어진" 것입니다. 전자를 기증한 원자는 양전하를 띠고 양이온, 그리고 그것으로부터 전자를 취한 원자는 음전하를 얻고 음이온.

따라서 이온 결합은 양이온과 음이온의 정전기적 인력으로 인해 형성된 결합입니다.

이러한 유형의 결합의 형성은 전형적인 금속과 전형적인 비금속 원자의 상호 작용의 특징입니다.

예를 들어, 불화 칼륨. 칼륨 양이온은 중성 원자에서 하나의 전자를 추출한 결과 얻어지며, 하나의 전자가 불소 원자에 부착될 때 불소 이온이 형성됩니다.

생성 된 이온 사이에 정전기 인력이 발생하여 이온 화합물이 형성됩니다.

화학 결합이 형성되는 동안 나트륨 원자의 전자가 염소 원자로 전달되고 반대 전하를 띤 이온이 형성되어 완전한 외부 에너지 준위를 갖습니다.

금속 원자에서 전자가 완전히 분리되지 않고 공유 결합에서와 같이 염소 원자 쪽으로만 이동한다는 것이 발견되었습니다.

금속 원자를 포함하는 대부분의 이원 화합물은 이온성입니다. 예를 들어, 산화물, 할로겐화물, 황화물, 질화물.

이온 결합은 단순 양이온과 단순 음이온(F -, Cl -, S 2-) 사이 뿐만 아니라 단순 양이온과 복합 음이온(NO 3 -, SO 4 2-, PO 4 3-, OH -) 사이에서도 발생합니다. . 따라서 이온성 화합물에는 염과 염기(Na 2 SO 4, Cu(NO 3) 2, (NH 4) 2 SO 4), Ca(OH) 2, NaOH가 포함됩니다.

금속 결합

이러한 유형의 결합은 금속에서 형성됩니다.

모든 금속의 원자는 외부 전자층에 전자가 있으며 원자핵과의 결합 에너지가 낮습니다. 대부분의 금속에서 외부 전자의 손실 과정은 에너지적으로 유리합니다.

이처럼 원자핵과의 약한 상호작용을 감안할 때 금속의 전자는 매우 이동성이 높으며 각 금속 결정에서는 다음과 같은 과정이 연속적으로 일어난다.

М 0 - ne - = M n +,

여기서 M 0 는 중성 금속 원자이고 M n + 동일한 금속의 양이온입니다. 아래 그림은 진행 중인 프로세스를 보여줍니다.

즉, 전자는 금속 결정을 따라 "운반"하여 한 금속 원자에서 분리되어 양이온을 형성하고 다른 양이온과 결합하여 중성 원자를 형성합니다. 이 현상을 "전자풍"이라고 했고, 비금속 원자의 결정에 있는 자유전자 집합을 "전자기체"라고 했습니다. 금속 원자 사이의 이러한 유형의 상호 작용을 금속 결합이라고 합니다.

수소 결합

어떤 물질의 수소 원자가 전기 음성도가 높은 원소(질소, 산소 또는 불소)와 결합되어 있으면 그러한 물질은 수소 결합과 같은 현상이 특징입니다.

수소 원자는 전기 음성 원자에 결합되어 있기 때문에 수소 원자에는 부분적인 양전하가 형성되고 전기 음성적인 원자에는 부분적인 음전하가 형성됩니다. 이와 관련하여, 한 분자의 부분적으로 양전하를 띤 수소 원자와 다른 분자의 전기 음성 원자 사이에 정전기적 인력이 가능해집니다. 예를 들어, 물 분자에 대해 수소 결합이 관찰됩니다.

물의 비정상적으로 높은 융점을 설명하는 것은 수소 결합입니다. 물 외에도 강한 수소 결합은 불화수소, 암모니아, 산소 함유 산, 페놀, 알코올 및 아민과 같은 물질에서도 형성됩니다.

금속 본드. 금속 결합 속성.

금속 결합은 상대적으로 자유 전자의 존재로 인해 발생하는 화학 결합입니다. 이것은 순수한 금속과 그 합금 및 금속간 화합물 모두에 일반적입니다.

금속 링크 메커니즘

양의 금속 이온은 결정 격자의 모든 노드에 있습니다. 그들 사이에서 이온 형성 중에 원자에서 분리 된 원자가 전자는 가스 분자처럼 무작위로 움직입니다. 이 전자는 양이온을 함께 유지하는 시멘트 처럼 작용합니다. 그렇지 않으면 격자는 이온 사이의 반발력의 작용으로 분해됩니다. 동시에 전자는 결정 격자 내의 이온에 의해 유지되고 떠날 수 없습니다. 커뮤니케이션 세력은 지역화되고 지시되지 않습니다. 이러한 이유로 대부분의 경우 높은 좌표 번호(예: 12 또는 8)가 나타납니다. 두 개의 금속 원자가 함께 모이면 외부 껍질의 궤도가 겹쳐서 분자 궤도를 형성합니다. 세 번째 원자가 적합하면 그 궤도가 처음 두 원자의 궤도와 겹치므로 다른 분자 궤도가 생성됩니다. 원자가 많을 때 엄청난 수의 3차원 분자 궤도가 발생하여 모든 방향으로 확장됩니다. 궤도의 다중 중첩으로 인해 각 원자의 원자가 전자는 많은 원자의 영향을 받습니다.

특징적인 결정 격자

대부분의 금속은 입방체 중심, 입방체 면심 및 육각형과 같은 원자가 밀집된 매우 대칭적인 격자 중 하나를 형성합니다.

입방체심격자(BCC)에서 원자는 입방체의 꼭짓점에 위치하고 한 개의 원자는 입방체 부피의 중심에 있습니다. 금속에는 입방체 중심 격자가 있습니다: Pb, K, Na, Li, β-Ti, β-Zr, Ta, W, V, α-Fe, Cr, Nb, Ba 등.

면심입방격자(FCC)에서 원자는 정육면체의 꼭짓점과 각 면의 중심에 있습니다. 이 유형의 금속에는 α-Ca, Ce, α-Sr, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, γ-Fe, Cu, α-Co 등의 격자가 있습니다.

육각형 격자에서 원자는 프리즘의 육각형 밑면의 정점과 중심에 위치하고 세 개의 원자는 프리즘의 중간 평면에 있습니다. 금속에는 Mg, α-Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, β-Co, Be, β-Ca 등의 원자 패킹이 있습니다.

기타 속성

자유롭게 움직이는 전자는 높은 전기 및 열 전도성을 제공합니다. 금속 결합을 가진 물질은 종종 강도와 연성을 결합합니다. 원자가 서로에 대해 변위될 때 결합이 끊어지지 않기 때문입니다. 금속성 향기도 중요한 속성입니다.

금속은 열과 전기를 잘 전도하며 충분히 강하며 파괴 없이 변형될 수 있습니다. 일부 금속은 가단성(단조 가능)이고 일부는 점성(철사에서 빼낼 수 있음)입니다. 이러한 독특한 특성은 금속 원자를 서로 연결하는 특별한 유형의 화학 결합인 금속 결합으로 설명됩니다.

고체 상태의 금속은 양이온의 결정 형태로 존재하며, 마치 전자 사이를 자유롭게 움직이는 전자 바다에 "떠있는" 것처럼 보입니다.

금속 결합은 금속의 특성, 특히 강도를 설명합니다. 변형력의 작용으로 금속 격자는 이온 결정과 달리 균열 없이 모양을 변경할 수 있습니다.

금속의 높은 열전도율은 금속 조각이 한쪽에서 가열되면 전자의 운동 에너지가 증가한다는 사실로 설명됩니다. 이러한 에너지 증가는 "전자 바다"에서 샘플 전체에 빠른 속도로 전파됩니다.

금속의 전기 전도도도 명확해집니다. 금속 샘플의 끝에 전위차가 가해지면 비편재화된 전자 구름이 양전위 방향으로 이동합니다. 한 방향으로 이동하는 전자의 흐름은 친숙한 전류입니다.

금속 본드. 금속 결합 속성. - 개념 및 유형. "금속 결합. 금속 결합의 특성"범주의 분류 및 특징. 2017, 2018.

수업의 목적

• 금속 화학 결합에 대한 아이디어를 제공하십시오.

• 금속 결합의 형성을 기록하는 법을 배웁니다.

• 금속의 물리적 성질에 대해 알아본다.

• 유형을 명확하게 구별하는 방법을 배웁니다. 화학 접착제 .

수업 목표

• 그들이 서로 어떻게 상호 작용하는지 배우십시오 금속 원자

• 금속 결합이 형성하는 물질의 특성에 어떤 영향을 미치는지 결정

기본 용어:

• 전기 음성도 - 분자의 원자가 공통 전자쌍을 끌어당기는 능력의 정량적 특성인 원자의 화학적 특성.
• 화학 결합 - 상호 작용하는 원자의 전자 구름이 겹침으로 인해 원자 상호 작용 현상.
• 금속 본드 - 이것은 전자의 사회화로 인해 형성된 원자와 이온 사이의 금속 결합입니다.
• 공유 결합 - 한 쌍의 원자가 전자가 중첩되어 형성된 화학 결합. 결합을 제공하는 전자를 공통 전자쌍이라고 합니다. 극성 및 비극성의 2가지 유형이 있습니다.
• 이온 결합 - 비금속 원자 사이에 형성되는 화학 결합으로, 공통 전자 쌍이 전기 음성도가 더 큰 원자로 이동합니다. 결과적으로 원자는 반대 전하를 띤 물체처럼 끌립니다.
• 수소 결합 - 전기음성도인 원자와 수소원자 H 사이의 화학결합으로, 다른 전기음성도 원자에 공유결합. N, O 또는 F는 전기음성 원자로 작용할 수 있으며, 수소 결합은 분자간 또는 분자내일 수 있습니다.

  수업 중

금속 화학 결합

잘못된 "대기열"에 있는 항목을 식별합니다. 이유는 무엇입니까?
Ca Fe P K Al Mg Na
테이블의 어떤 요소 멘델레예프금속이라고?
오늘 우리는 금속이 어떤 성질을 가지고 있으며 금속 이온 사이에 형성되는 결합에 어떻게 의존하는지 알아낼 것입니다.
먼저 주기율표에서 금속의 위치를 ​​기억해 볼까요?
우리 모두가 알고 있듯이 금속은 일반적으로 고립된 원자의 형태가 아니라 덩어리, 주괴 또는 금속 제품의 형태로 존재합니다. 적분 부피에서 금속 원자를 수집하는 것이 무엇인지 알아 봅시다.

예에서 우리는 금 조각을 봅니다. 그런데 금은 독특한 금속입니다. 순금 단조의 도움으로 0.002mm 두께의 호일을 만들 수 있습니다! 이러한 얇은 호일 시트는 거의 투명하고 루멘에 녹색 색조가 있습니다. 결과적으로 성냥갑 크기의 금괴에서 테니스 코트 영역을 덮을 얇은 호일을 얻을 수 있습니다.
화학적으로 모든 금속은 원자가 전자를 쉽게 포기하고 결과적으로 양전하를 띤 이온을 형성하고 양의 산화만을 나타내는 특징이 있습니다. 이것이 자유 금속이 환원제인 이유입니다. 금속 원자의 일반적인 특징은 비금속에 비해 크기가 크다는 것입니다. 외부 전자는 핵에서 먼 거리에 위치하므로 핵과 약하게 연결되어 있으므로 쉽게 끊어집니다.
외부 수준에 있는 많은 수의 금속 원자에는 1,2,3과 같은 적은 수의 전자가 있습니다. 이 전자는 쉽게 벗겨지고 금속 원자는 이온이 됩니다.
Ме0 - n ē ⇆ 남자 +
금속 원자 - 외부 전자 궤도 ⇆ 금속 이온

따라서 분리된 전자는 하나의 이온에서 다른 이온으로 이동할 수 있으며, 즉 자유로워지고 말 그대로 하나의 전체로 연결됩니다. 어떤 전자가 어떤 금속 원자에 속하는지 이해합니다.
전자는 양이온과 결합할 수 있으며, 그 다음 일시적으로 원자가 형성되고, 이로부터 전자는 킁킁 거리면서 분리됩니다. 이 과정은 멈추지 않고 계속됩니다. 대부분의 금속 원자는 지속적으로 이온으로 변환되고 그 반대도 마찬가지입니다. 이 경우 적은 수의 공통 전자가 많은 수의 금속 원자 및 이온과 결합합니다. 그러나 금속의 전자 수가 양이온의 총 전하와 동일하다는 것이 중요합니다. 즉, 금속 전체가 전기적으로 중성을 유지한다는 것이 밝혀졌습니다.
이 과정은 모델로 제시됩니다. 금속 이온은 전자 구름에 있습니다. 이러한 전자 구름을 "전자 가스"라고 합니다.

예를 들어, 이 그림에서 우리는 전자가 금속의 결정 격자 내부에 있는 고정 이온 사이에서 어떻게 움직이는지 볼 수 있습니다.

쌀. 2. 전자식 무브먼트

전자 가스가 무엇이며 다른 금속의 화학 반응에서 어떻게 행동하는지 더 잘 이해하기 위해 흥미로운 비디오를 시청할 것입니다. (이 영상에서 골드는 색상으로만 언급됩니다!)

이제 우리는 정의를 쓸 수 있습니다. 금속 결합은 전자의 사회화에 의해 형성된 원자와 이온 사이의 금속 결합입니다.

우리가 알고 있는 모든 유형의 연결을 비교하고 더 잘 구별하기 위해 수정해 보겠습니다. 이를 위해 비디오를 볼 것입니다.

금속 결합은 순수한 금속뿐만 아니라 다른 금속 혼합물의 특성, 응집 상태가 다른 합금에서도 발생합니다.
금속 결합은 중요하며 금속의 기본 특성을 결정합니다.
- 전기 전도성 - 금속 부피에서 전자의 무질서한 움직임. 그러나 작은 전위차로 전자가 질서 정연하게 움직입니다. 전도성이 가장 좋은 금속은 Ag, Cu, Au, Al입니다.
- 가소성
금속 층 사이의 결합은 그다지 중요하지 않으므로 층이 하중을 받는 상태에서 이동할 수 있습니다(금속을 파손하지 않고 변형하기 위해). 최고의 변형 가능한 금속(연성) Au, Ag, Cu.
- 금속 광택
전자 가스는 거의 모든 광선을 반사합니다. 이것이 순수한 금속이 매우 빛나고 가장 자주 회색 또는 흰색인 이유입니다. 최고의 반사체인 금속 Ag, Cu, Al, Pd, Hg

숙제

연습 1
다음을 가진 물질의 공식을 선택하십시오.
a) 공유 극성 결합: Cl2, KCl, NH3, O2, MgO, CCl4, SO2;
b) 이온 결합: HCl, KBr, P4, H2S, Na2O, CO2, CaS.
연습 2
불필요한 부분을 지우십시오.
a) CuCl2, Al, MgS
b) N2, HCl, O2
다) Ca, CO2, Fe
d) MgCl2, NH3, H2

금속성 나트륨, 금속성 리튬 및 기타 알칼리 금속은 화염의 색상을 변경합니다. 리튬 금속과 그 염은 불에 붉은 색을 띠고 금속성 나트륨 및 나트륨 염 - 노란색, 금속성 칼륨 및 그 염 - 보라색, 루비듐 및 세슘 - 또한 자주색이지만 더 가볍습니다.

쌀. 4. 금속 리튬 조각

쌀. 5. 금속으로 불꽃 색칠하기

리튬(Li). 리튬 금속은 나트륨 금속과 마찬가지로 알칼리 금속에 속합니다. 둘 다 물에 녹습니다. 나트륨은 물에 용해되어 매우 강한 산인 가성소다를 형성합니다. 알칼리 금속이 물에 용해되면 많은 열과 가스(수소)가 방출됩니다. 화상을 입을 수 있으므로 이러한 금속을 손으로 만지지 않는 것이 좋습니다.

서지

1. "금속 화학 결합"주제에 대한 수업, 화학 교사 Tukhta Valentina Anatolyevna MOU "Esenovichskaya 중등 학교"
2. F. A. Derkach "화학" - 과학 및 방법론 매뉴얼. - 2008년 키예프.
3. LB Tsvetkova "무기 화학" - 개정 및 확대 제2판. - 리비우, 2006.
4. V. V. Malinovsky, P. G. Nagorny "무기 화학"- 키예프, 2009.
5. 글린카 N.L. 일반 화학. - 27판 / 언더. 에드. V.A. 라비노비치. - L .: 화학, 2008 .-- 704 pp.

A.V. Lisnyak이 편집하고 보냈습니다.

수업에 참여했습니다.

투크타 V.A.

리스냐크 A.V.

현대 교육에 대한 질문을 제기하거나 아이디어를 표현하거나 긴급한 문제를 해결할 수 있습니다. 교육 포럼신선한 생각과 행동의 교육 위원회가 국제적으로 만나는 곳. 생성하여 블로그, 화학 8학년