금속 사이의 결합은 무엇입니까? 금속 결합: 형성 메커니즘 및 예

금속 본드. 금속 결합 속성.

금속 결합은 상대적으로 자유 전자의 존재로 인해 발생하는 화학 결합입니다. 이는 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 시멘트와 같은 역할을 합니다. 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 체심 입방체, 면심 입방체 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 결합이 있는 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 연성(철사에서 빼낼 수 있음)입니다. 이러한 독특한 속성은 특별한 유형으로 인한 것입니다. 화학 결합금속 원자를 서로 연결하는 것 - 금속 결합.

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 패턴 전체에 걸쳐 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.

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각 원자에는 많은 전자가 있습니다.

들어가다 화학 반응, 원자는 전자를 기증, 획득 또는 사회화하여 가장 안정적인 전자 구성에 도달합니다. 가장 안정적인 것은 (비활성 기체의 원자에서와 같이) 가장 낮은 에너지를 갖는 구성입니다. 이 패턴을 "옥텟 규칙"이라고 합니다(그림 1).

쌀. 1.

이 규칙은 모든 사람에게 적용됩니다. 링크 유형... 원자 사이의 전자 결합을 통해 가장 단순한 결정에서 복잡한 생체 분자에 이르기까지 안정적인 구조를 형성하여 궁극적으로 살아있는 시스템을 형성할 수 있습니다. 그들은 지속적인 신진 대사에 의해 결정과 다릅니다. 또한 많은 화학 반응은 메커니즘에 따라 진행됩니다. 전자 송금, 신체의 에너지 과정에서 필수적인 역할을 합니다.

화학 결합은 둘 이상의 원자, 이온, 분자 또는 이들의 조합을 함께 유지하는 힘입니다..

화학 결합의 성질은 보편적입니다. 이것은 음전하를 띤 전자와 양전하를 띤 핵 사이의 정전기적 인력으로 원자의 외부 껍질에 있는 전자의 배열에 의해 결정됩니다. 화학 결합을 형성하는 원자의 능력을 원자가, 또는 산화 상태... 원자가와 관련된 개념은 원자가 전자- 화학 결합을 형성하는 전자, 즉 가장 높은 에너지 궤도에 위치한 전자. 각기, 외부 쉘이러한 궤도를 포함하는 원자를 원자가 껍질... 현재 화학 결합의 존재를 나타내는 것만으로는 충분하지 않지만 이온, 공유, 쌍극자-쌍극자, 금속과 같은 유형을 명확히 할 필요가 있습니다.

첫 번째 연결 유형은이온 연결

에 따라 전자 이론루이스와 코셀의 원자가에 따라 원자는 두 가지 방식으로 안정적인 전자 구성을 달성할 수 있습니다. 첫째, 전자를 잃음으로써 양이온, 둘째, 그것들을 획득하고, 음이온... 반대 부호의 전하를 가진 이온 사이의 정전기적 인력으로 인한 전자 이동의 결과로 Kossel이라고 불리는 화학 결합이 형성됩니다. 전자의"(이제 그들은 그녀를 부른다. 이온).

이 경우 음이온과 양이온은 채워진 외부 전자 껍질과 함께 안정적인 전자 구성을 형성합니다. 전형적인 이온 결합은 T 및 II 그룹의 양이온으로 형성됩니다. 주기율표및 VI 및 VII 그룹의 비금속 원소의 음이온 (각각 16 및 17 하위 그룹, 칼코겐그리고 할로겐). 이온성 화합물의 결합은 불포화 및 비 방향성이므로 다른 이온과의 정전기적 상호 작용 가능성을 유지합니다. 그림에서. 그림 2와 3은 Kossel 전자 전달 모델에 해당하는 이온 결합의 예를 보여줍니다.

쌀. 2.

쌀. 삼.분자의 이온 결합 식탁용 소금(NaCl)

여기에서 자연에서 물질의 거동을 설명하는 몇 가지 속성을 상기하는 것이 적절합니다. 산그리고 근거.

이 모든 물질의 수용액은 전해질입니다. 그들은 다른 방식으로 색을 바꿉니다. 지표... 지표의 작용 메커니즘은 F.V.에 의해 발견되었습니다. 오스트발트. 그는 지표가 약산 또는 약염기이며 해리되지 않은 상태와 해리 된 상태에서 색상이 다르다는 것을 보여주었습니다.

염기는 산을 중화할 수 있습니다. 모든 염기가 물에 용해되는 것은 아닙니다(예: - OH 기를 포함하지 않는 일부 유기 화합물은 특히 불용성입니다. 트리에틸아민 N(C 2 H 5) 3); 가용성 염기는 알칼리.

산 수용액은 다음과 같은 특징적인 반응을 일으키게 됩니다.

a) 금속 산화물 - 염과 물의 형성;

b) 금속 - 염과 수소의 형성;

c) 탄산염 - 소금 형성, CO 2 및 N 2 영형.

산과 염기의 특성은 여러 이론으로 설명됩니다. S.A.의 이론에 따르면 Arrhenius, 산은 해리하여 이온을 형성하는 물질입니다. N+, 염기가 이온을 형성하는 동안 그-. 이 이론은 수산기가 없는 유기 염기의 존재를 고려하지 않습니다.

에 맞춰 양성자 Bronsted 및 Lowry 이론, 산은 양성자를 제공하는 분자 또는 이온을 포함하는 물질입니다. 기증자양성자), 염기는 양성자를 받아들이는 분자 또는 이온으로 구성된 물질( 수용자양성자). 수용액에서 수소 이온은 수화된 형태, 즉 히드로늄 이온의 형태로 존재합니다. H3O+. 이 이론은 물 및 수산화물 이온과의 반응뿐만 아니라 용매가 없거나 비수성 용매와 함께 수행되는 반응을 설명합니다.

예를 들어 암모니아 사이의 반응에서 NH 3(약염기)과 기상의 염화수소는 고체 염화암모늄을 형성하고, 두 물질의 평형 혼합물에는 항상 4개의 입자가 존재하며, 그 중 2개는 산이고 다른 2개는 염기입니다.

이 평형 혼합물은 두 개의 결합된 산과 염기 쌍으로 구성됩니다.

1)NH 4 + 및 NH 3

2) 염산그리고 Сl ‑

여기에서 각 켤레 쌍에서 산과 염기는 하나의 양성자만큼 다릅니다. 각 산에는 결합된 염기가 있습니다. 강산은 약한 공액 염기에 해당하고, 약산- 강한 결합 염기.

Bronsted-Lowry 이론은 생물권의 생명에 대한 물의 역할의 고유성을 설명하는 것을 가능하게 합니다. 물은 상호 작용하는 물질에 따라 산 또는 염기의 특성을 나타낼 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 반응에서 수용액아세트산, 물은 염기이고 암모니아 수용액에서는 산입니다.

1) CH 3 쿠오 + H2O ↔ H3O + + CH 3 COO-. 여기에서 아세트산 분자는 물 분자에 양성자를 제공합니다.

2) NH3 + H2O ↔ NH4 + + 그-. 여기서 암모니아 분자는 물 분자에서 양성자를 받아들입니다.

따라서 물은 두 개의 공액 쌍을 형성할 수 있습니다.

1) H2O(산) 및 그- (접합 염기)

2) H3O+(산) 및 H2O(접합 염기).

첫 번째 경우에 물은 양성자를 제공하고 두 번째 경우에는 그것을 받아들입니다.

이 속성은 양성자성... 산과 염기 모두로 반응할 수 있는 물질을 양쪽성... 살아있는 자연에서 그러한 물질은 종종 발견됩니다. 예를 들어, 아미노산은 산과 염기 모두와 염을 형성할 수 있습니다. 따라서 펩타이드는 현재의 금속 이온과 쉽게 배위 화합물을 형성합니다.

따라서, 특성 속성이온 결합 - 결합 전자 덩어리가 핵 중 하나에 완전히 이동합니다. 이것은 전자 밀도가 거의 0인 이온 사이에 영역이 있음을 의미합니다.

두 번째 연결 유형은공유 연결

원자는 안정하게 형성할 수 있습니다 전자 구성전자를 사회화함으로써.

이러한 결합은 한 쌍의 전자가 한 번에 하나씩 사회화될 때 형성됩니다. 각각에서원자. 이 경우 사회화 결합 전자는 원자 사이에 균등하게 분포됩니다. 공유 결합의 예는 다음과 같습니다. 동핵이원자 분자 H 2 , N 2 , NS 2. 동소체는 동일한 유형의 연결을 갖습니다. 영형 2 및 오존 영형 3 및 다원자 분자 NS 8 뿐만 아니라 이핵 분자염화수소 Hcl, 이산화탄소 CO 2, 메탄 채널 4, 에탄올 와 함께 2 N 5 그, 육불화황 SF 6, 아세틸렌 와 함께 2 N 2. 이 모든 분자는 공통적으로 동일한 전자를 가지며 결합은 포화되고 동일한 방식으로 지향됩니다(그림 4).

이중 및 삼중 결합이 공유 원자 반경을 갖는다는 것은 생물학자들에게 중요합니다. 단일 링크줄인.

쌀. 4. Cl 2 분자의 공유 결합.

이온 결합 및 공유 결합 유형은 기존의 많은 유형의 화학 결합의 두 가지 제한적인 경우이며 실제로 대부분의 결합은 중간입니다.

Mendeleev 시스템의 하나 또는 다른 주기의 반대쪽 끝에 위치한 두 원소의 화합물은 주로 이온 결합을 형성합니다. 원소들이 주기 내에서 서로 접근함에 따라 화합물의 이온 특성은 감소하고 공유 특성은 증가합니다. 예를 들어, 주기율표의 왼쪽에 있는 원소의 할로겐화물과 산화물은 주로 이온 결합을 형성합니다( NaCl, AgBr, BaSO4, CaCO3, KNO3, CaO, NaOH), 그리고 표 오른쪽에 있는 원소들의 동일한 화합물은 공유결합( H2O, CO2, NH3, NO2, CH4, 페놀 C 6 H 5 OH, 포도당 C 6 H 12 O 6, 에탄올 C 2 H 5 OH).

공유 결합에는 또 다른 변형이 있습니다.

다원자 이온과 복잡한 생물학적 분자에서 두 전자는 하나원자. 그것은이라고 기증자전자쌍. 이 전자쌍을 기증자와 사회화하는 원자를 수용자전자쌍. 이러한 종류의 공유 ​​결합을 조정(기증자-수용자, 또는여격) 의사 소통(그림 5). 이러한 유형의 결합은 생물학과 의학에서 가장 중요합니다. 신진대사에 가장 중요한 d-요소의 화학은 주로 배위 결합으로 설명되기 때문입니다.

무화과. 5.

일반적으로 복합 화합물에서 금속 원자는 전자쌍의 수용체로 작용합니다. 반대로 이온 및 공유 결합의 경우 금속 원자는 전자 공여체입니다.

공유 결합의 본질과 그 다양성 - 배위 결합 -은 GN이 제안한 또 다른 산과 염기 이론을 사용하여 명확해질 수 있습니다. 남자 이름. 그는 Bronsted-Lowry 이론에 따라 "산"과 "염기"라는 용어의 개념을 다소 확장했습니다. 루이스의 이론은 착 이온 형성의 본질과 친핵성 치환 반응, 즉 CS 형성에 물질의 참여를 설명합니다.

루이스에 따르면 산은 염기로부터 전자쌍을 받아 공유 결합을 형성할 수 있는 물질입니다. 루이스 염기는 전자를 기증함으로써 루이스산과 공유 결합을 형성하는 고독한 전자쌍을 갖는 물질입니다.

즉, 루이스 이론은 산-염기 반응의 범위를 양성자가 전혀 참여하지 않는 반응까지 확장합니다. 더욱이 이 이론에 따르면 양성자 자체도 전자쌍을 받아들일 수 있기 때문에 산입니다.

따라서 이 이론에 따르면 양이온은 루이스 산이고 음이온은 루이스 염기입니다. 예는 다음과 같은 반응입니다.

금속 원자에서 공유 분자의 수용체 원자로의 전자의 완전한 전이가 일어나지 않기 때문에 물질을 이온 및 공유 물질로 세분화하는 것은 상대적입니다. 이온 결합이 있는 화합물에서 각 이온은 반대 부호의 이온의 전기장에 있으므로 서로 극성이 되어 껍질이 변형됩니다.

분극성이온의 전자 구조, 전하 및 크기에 의해 결정됩니다. 양이온보다 음이온이 더 높습니다. 양이온 중에서 가장 높은 분극성은 더 큰 전하와 더 작은 크기를 가진 양이온에 대한 것입니다. 예를 들어, Hg 2+, Cd 2+, Pb 2+, Al 3+, Tl 3+... 강한 편광 효과가 있습니다 N+. 이온 분극의 영향은 양면이기 때문에 형성되는 화합물의 특성을 크게 변경합니다.

세 번째 연결 유형은쌍극자 쌍극자 연결

나열된 통신 유형 외에도 쌍극자-쌍극자가 있습니다. 분자간상호작용이라고도 함 반데르발스 .

이러한 상호 작용의 강도는 분자의 특성에 따라 다릅니다.

세 가지 유형의 상호 작용이 있습니다. 영구 쌍극자 - 영구 쌍극자( 쌍극자 쌍극자끌어 당김); 영구 쌍극자 유도 쌍극자( 유도끌어 당김); 순간 쌍극자 - 유도 쌍극자( 분산중력, 또는 런던 힘; 쌀. 6).

쌀. 6.

극성 공유 결합을 가진 분자만( HCl, NH3, SO2, H2O, C6H5Cl), 결합 강도는 1-2 데베이(1D = 3.338 × 10 -30 쿨롱 미터 - Kl × m).

생화학에서는 다른 유형의 결합이 구별됩니다. 수소 제한 채권 쌍극자 쌍극자끌어 당김. 이 결합은 수소 원자와 작은 전기 음성 원자(대부분 산소, 불소 및 질소) 사이의 인력에 의해 형성됩니다. 전기 음성도가 비슷한 큰 원자(예: 염소와 황)의 경우 수소 결합이 훨씬 약합니다. 수소 원자는 한 가지 본질적인 특징에서 다릅니다. 결합 전자가 뒤로 당겨지면 핵(양성자)이 노출되고 전자에 의해 가려지지 않습니다.

따라서 원자는 큰 쌍극자로 변합니다.

수소 결합은 반 데르 발스 결합과 달리 분자간 상호 작용뿐만 아니라 한 분자 내에서도 형성됩니다. 분자내수소 결합. 수소 결합예를 들어, a-나선 형태의 단백질 구조를 안정화하거나 DNA의 이중 나선을 형성하는 등 생화학에서 중요한 역할을 합니다(그림 7).

그림 7.

수소 및 반 데르 발스 결합은 이온 결합, 공유 결합 및 배위 결합보다 훨씬 약합니다. 분자간 결합의 에너지는 표에 나와 있습니다. 1.

1 번 테이블.분자간 힘의 에너지

메모: 분자간 상호작용의 정도는 용융 및 증발(비등) 엔탈피를 반영합니다. 이온 화합물은 분자를 분리하는 것보다 이온을 분리하는 데 훨씬 더 많은 에너지가 필요합니다. 이온성 화합물의 용융 엔탈피는 분자 화합물의 용융 엔탈피보다 훨씬 높습니다.

네 번째 연결 유형은금속 결합

마지막으로 분자간 결합의 또 다른 유형이 있습니다. 금속: 금속 격자의 양이온과 자유 전자의 연결. 이러한 유형의 연결은 생물학적 개체에서 발견되지 않습니다.

결합 유형에 대한 간략한 개요에서 한 가지 세부 사항이 분명해집니다. 원자 또는 금속 이온의 중요한 매개변수(전자 공여체 및 원자 - 전자 수용체)는 크기.

자세히 설명하지 않고 원자의 공유 반지름, 금속의 이온 반지름 및 상호 작용하는 분자의 반 데르 발스 반지름은 주기율표 그룹의 서수가 증가함에 따라 증가합니다. 이 경우 이온의 반지름 값이 가장 작고 반 데르 발스 반지름 값이 가장 큽니다. 일반적으로 그룹 아래로 이동할 때 공유 및 반 데르 발스의 모든 요소의 반지름이 증가합니다.

생물학자와 의사에게 가장 중요한 것은 조정(기증자 수용자) 조정 화학에 의해 고려되는 연결.

의료용 생물무기. G.K. 바라시코프

대부분의 요소의 원자는 서로 상호 작용할 수 있으므로 별도로 존재하지 않습니다. 이 상호 작용은 더 복잡한 입자를 만듭니다.

화학 결합의 성질은 전하 사이의 상호 작용력인 정전기력의 작용입니다. 전자와 원자핵에는 이러한 전하가 있습니다.

핵에서 가장 멀리 떨어져 있는 외부 전자 준위(가전자)에 위치한 전자는 핵과 가장 약한 상호 작용을 하므로 핵에서 분리될 수 있습니다. 그들은 원자를 서로 결합시키는 역할을 합니다.

화학 상호 작용의 유형

화학 결합의 유형은 다음 표의 형태로 나타낼 수 있습니다.

이온 결합 특성

로 인해 형성되는 화학적 상호작용 이온의 매력전하가 다른 것을 이온이라고 합니다. 이것은 결합된 원자의 전기음성도(전자를 끌어당기는 능력)에 상당한 차이가 있고 전자 쌍이 더 전기음성도가 높은 요소로 가는 경우에 발생합니다. 한 원자에서 다른 원자로의 이러한 전자 전이의 결과는 하전 입자 - 이온의 형성입니다. 그들 사이에 매력이 생깁니다.

가장 작은 전기 음성도 지표는 전형적인 금속, 가장 큰 것은 대표적인 비금속이다. 따라서 이온은 전형적인 금속과 전형적인 비금속 사이의 상호 작용에 의해 형성됩니다.

금속 원자는 양전하를 띤 이온(양이온)이 되어 외부 전자 준위에 전자를 제공하고, 비금속은 전자를 취하여 음전하이온(음이온).

원자는 더 안정적인 에너지 상태로 이동하여 전자 구성을 완료합니다.

이온 결합은 방향성이 없고 포화되지 않습니다. 정전기 상호 작용이 모든 방향에서 각각 일어나기 때문에 이온은 반대 부호의 이온을 모든 방향으로 끌어당길 수 있습니다.

이온의 배열은 각각의 주위에 반대 전하를 띤 특정 수의 이온이 있는 것과 같습니다. 이온 화합물의 "분자" 개념 말이 안 된다.

교육의 예

염화나트륨(nacl)의 결합 형성은 해당 이온의 형성과 함께 Na 원자에서 Cl 원자로 전자가 이동하기 때문입니다.

Na 0 - 1 e = Na + (양이온)

Cl 0 + 1 e = Cl - (음이온)

염화나트륨에서는 나트륨 양이온 주위에 6개의 염소 음이온이 있고 각 염소 이온 주위에는 6개의 나트륨 이온이 있습니다.

황화바륨에서 원자 사이의 상호 작용이 형성되는 동안 다음 과정이 발생합니다.

바 0 - 2 e = 바 2+

에스 0 + 2 e = 에스 2-

Ba는 황에 두 개의 전자를 제공하여 황 음이온 S 2- 및 바륨 양이온 Ba 2+를 형성합니다.

금속 화학 결합

금속의 외부 에너지 준위에 있는 전자의 수는 적기 때문에 핵에서 쉽게 분리됩니다. 이 분리의 결과로 금속 이온과 자유 전자가 형성됩니다. 이러한 전자를 "전자 가스"라고 합니다. 전자는 금속의 부피를 통해 자유롭게 움직이며 원자와 끊임없이 결합 및 분리됩니다.

금속 물질의 구조는 다음과 같습니다. 결정 격자는 물질의 중추이며 전자는 노드 사이를 자유롭게 이동할 수 있습니다.

예는 다음과 같습니다.

마그네슘 - 2e<->마그네슘 2+

CS - 전자<->CS +

Ca - 2e<->칼슘 2+

철 - 3e<->철 3+

공유: 극성 및 비극성

가장 일반적인 유형의 화학적 상호 작용은 공유 결합입니다. 상호 작용하는 요소의 전기 음성도 값은 크게 다르지 않으며 이와 관련하여 공통 전자 쌍이 더 전기 음성도가 높은 원자로 이동하는 것만 발생합니다.

공유 상호 작용은 교환 메커니즘 또는 기증자-수용자 메커니즘에 의해 형성될 수 있습니다.

교환 메커니즘은 각 원자가 외부 전자 수준에서 짝을 이루지 않은 전자를 가지고 있고 원자 궤도의 겹침으로 인해 두 원자에 속하는 한 쌍의 전자가 나타나는 경우 실현됩니다. 원자 중 하나가 외부 전자 수준에서 한 쌍의 전자를 갖고 다른 하나는 자유 궤도를 가질 때 원자 궤도가 겹칠 때 전자 쌍은 사회화되고 공여체-수용체 메커니즘에 따라 상호 작용합니다.

공유 결합은 다중도에 따라 다음과 같이 나뉩니다.

• 단순 또는 단일;
• 더블;
• 삼루타.

이중은 한 번에 두 쌍의 전자를 사회화하고 삼중은 3을 제공합니다.

결합된 원자 사이의 전자 밀도(극성) 분포에 따라 공유 결합은 다음과 같이 나뉩니다.

• 비극성;
• 극선.

비극성 결합은 동일한 원자에 의해 형성되고 극성 결합은 다른 전기 음성도에 의해 형성됩니다.

전기 음성도가 가까운 원자의 상호 작용을 비극성 결합이라고합니다. 그러한 분자의 공통 전자 쌍은 어느 원자에도 끌리지 않고 둘 다에 동등하게 속합니다.

전기 음성도가 다른 원소의 상호 작용은 극성 결합을 형성합니다. 이러한 유형의 상호 작용으로 일반적인 전자 쌍은 더 전기 음성도가 높은 요소에 끌리지만 완전히 전달되지는 않습니다(즉, 이온 형성이 발생하지 않음). 전자 밀도의 이러한 이동의 결과로 원자에 부분 전하가 나타납니다. 더 많은 전기 음성 - 음전하와 덜 양전하.

공유성의 성질과 특성

공유 결합의 주요 특징:

• 길이는 상호 작용하는 원자의 핵 사이의 거리에 의해 결정됩니다.
• 극성은 원자 중 하나를 향한 전자 구름의 변위에 의해 결정됩니다.
• 방향성 - 공간 지향 결합을 형성하고 따라서 특정 기하학적 모양을 갖는 분자를 형성하는 특성.
• 포화도는 제한된 수의 결합을 형성하는 능력에 의해 결정됩니다.
• 분극성은 외부 전기장에 노출될 때 극성을 변경하는 능력으로 정의됩니다.
• 강도를 결정하는 결합을 끊는 데 필요한 에너지.

공유 비극성 상호 작용의 예로는 수소(H2), 염소(Cl2), 산소(O2), 질소(N2) 및 기타 여러 분자가 있습니다.

H + H → H-H 분자단일 비극성 연결이 있으며,

O: +: O → O = O 분자는 이중 비극성을 가지며,

Ṅ: + Ṅ: → N≡N 분자는 삼중 비극성을 갖는다.

공유 결합의 예 화학 원소이산화탄소(CO2) 분자와 일산화탄소(CO) 가스, 황화수소(H2S), 염산의(HCL), 물(H2O), 메탄(CH4), 황산화물(SO2) 및 기타 다수.

CO2 분자에서 탄소와 산소 원자 사이의 관계는 공유 극성입니다. 더 전기 음성도가 높은 수소가 전자 밀도를 끌어 당기기 때문입니다. 산소는 외부 수준에서 2개의 짝을 이루지 않은 전자를 가지고 있으며 탄소는 4개의 원자가 전자를 제공하여 상호 작용을 형성할 수 있습니다. 결과적으로 이중 결합이 형성되고 분자는 O = C = O와 같이 보입니다.

특정 분자의 결합 유형을 결정하려면 그것을 구성하는 원자를 고려하는 것으로 충분합니다. 단순 물질, 금속은 금속을 형성하고 금속은 비금속과 이온 - 이온, 단순 물질비금속은 공유 비극성이며, 공유 극성 결합을 통해 서로 다른 비금속으로 구성된 분자가 형성됩니다.

금속 원소와 비금속 원소의 원자가 서로 어떻게 상호 작용하는지(전자는 첫 번째에서 두 번째로 이동), 비금속 원소의 원자는 서로 어떻게 상호 작용하는지 배웠습니다(외부 전자 층의 짝을 이루지 않은 전자). 그들의 원자는 공통 전자 쌍으로 결합됩니다). 이제 우리는 금속 원소의 원자가 서로 어떻게 상호 작용하는지 알게 될 것입니다. 금속은 일반적으로 고립된 원자로 존재하지 않고 주괴 또는 금속 제품으로 존재합니다. 금속 원자를 단일 부피로 유지하는 것은 무엇입니까?

외부 수준에 있는 대부분의 금속 원소의 원자는 적은 수의 전자(1, 2, 3)를 포함합니다. 이 전자는 쉽게 끊어지고 원자는 양이온으로 바뀝니다. 분리된 전자는 한 이온에서 다른 이온으로 이동하여 하나의 전체로 결합합니다.

어떤 전자가 어떤 원자에 속하는지 알아내는 것은 불가능합니다. 분리된 전자는 모두 일반화되었습니다. 이온과 결합하여 이 전자는 일시적으로 원자를 형성한 다음 다시 분리되어 다른 이온과 결합하는 등의 과정을 거칩니다. 이 과정은 다이어그램으로 나타낼 수 있는 끝없이 진행됩니다.

결과적으로 금속의 대부분에서 원자는 연속적으로 이온으로 변환되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 원자 이온이라고도 합니다.

도 41은 나트륨 금속 단편의 구조를 개략적으로 도시한다. 각 나트륨 원자는 8개의 인접한 원자로 둘러싸여 있습니다.

쌀. 41.
결정질 나트륨 조각의 구조 다이어그램

분리된 외부 전자는 하나의 형성된 이온에서 다른 이온으로 자유롭게 이동하여 나트륨 이온 코어를 하나의 거대한 금속 결정으로 결합하는 것처럼 결합합니다(그림 42).

쌀. 42.
금속 연결 다이어그램

금속 결합은 외부 전자의 공유를 기반으로 하기 때문에 공유 결합과 몇 가지 유사점이 있습니다. 그러나 공유 결합이 형성되는 동안 두 개의 인접한 원자의 외부 짝을 이루지 않은 전자가 사회화되고 금속 결합이 형성되면 모든 원자가 이러한 전자의 사회화에 참여합니다. 이것이 공유 결합이 있는 결정이 깨지기 쉬운 반면 금속 결합이 있는 결정은 일반적으로 연성, 전기 전도성 및 금속 광택을 갖는 이유입니다.

그림 43은 3500년 이상 된 고대 황금 사슴 입상이지만 금의 고귀한 금속 광택을 잃지 않은 것으로, 금속 중 가장 연성이 있습니다.

쌀. 43. 황금 사슴. 6세기 기원전 NS.

금속 결합은 순수한 금속과 다양한 금속의 혼합물(고체 및 액체 상태의 합금)에 모두 특징적입니다. 그러나 증기 상태에서 금속 원자는 공유 결합으로 서로 결합됩니다(예: 나트륨 증기는 대도시의 거리를 밝히기 위해 노란색 램프를 채우는 데 사용됩니다). 금속 쌍은 개별 분자(단원자 및 이원자)로 구성됩니다.

화학 결합의 문제는 화학 과학의 중심 질문입니다. 화학 결합의 유형에 대한 초기 이해를 알게 되었습니다. 앞으로 화학 결합의 특성에 대해 흥미로운 것을 많이 배우게 될 것입니다. 예를 들어, 대부분의 금속에는 금속 결합 외에 공유 결합도 있으며 다른 유형의 화학 결합도 있습니다.

핵심 단어 및 구문

1. 금속 본드.
2. 원자 이온.
3. 공유 전자.

컴퓨터로 작업

1. 대화 전자 신청... 공과에 있는 자료를 공부하고 제안된 과제를 완료합니다.
2. 서비스를 제공할 수 있는 이메일 주소에 대한 인터넷 검색 추가 소스, 단락의 키워드 및 구의 내용을 나타냅니다. 교사가 새 수업을 준비하는 데 도움을 주겠다는 제안 - 게시 키워드그리고 다음 단락의 문구.

질문 및 작업

1. 금속 결합은 공유 결합과 유사한 특징을 가지고 있습니다. 이 화학 결합을 서로 비교하십시오.
2. 금속 결합은 이온 결합과 유사한 특징을 가지고 있습니다. 이 화학 결합을 서로 비교하십시오.
3. 금속 및 합금의 경도를 어떻게 높일 수 있습니까?
4. 물질의 공식에 따라 Ва, ВаВr 2, НВr, Вr 2와 같은 화학 결합 유형을 결정하십시오.

금속 결합은 고도로 현저한 비편재화(화합물의 여러 화학 결합을 통한 원자가 전자의 전파)와 원자(결정)의 전자 결핍 조건에서 원자 사이에 형성된 결합입니다. 포화되지 않고 공간적으로 무방향성입니다.

금속에서 원자가 전자의 비편재화는 금속 결합의 다심 특성의 결과입니다. 금속 결합의 다중 센터 특성은 금속의 높은 전기 및 열 전도성을 제공합니다.

포화도 화학 물질의 형성과 관련된 원자가 궤도의 수에 의해 결정됩니다. 의사 소통. 정량적 특성은 원자가입니다. 원자가는 한 원자가 다른 원자와 형성할 수 있는 결합의 수입니다. - 교환 및 기증자 - 수용체 메커니즘에 의한 결합 형성에 참여하는 원자가 궤도의 수에 의해 결정됩니다.

집중하다 - 결합은 전자 구름의 최대 중첩 방향으로 형성됩니다. - 물질의 화학 및 결정 화학 구조(결정 격자에서 원자가 연결되는 방식)를 결정합니다.

공유 결합이 형성되면 상호 작용하는 원자 사이에 전자 밀도가 집중됩니다. (노트에서 그림)... 금속 결합의 경우 전자 밀도는 결정 전체에 걸쳐 비편재화됩니다. (노트에서 그림)

(노트북의 예)

금속 결합의 불포화 및 무방향성으로 인해 금속 몸체(결정체)는 고도로 대칭적이고 고도로 조정됩니다. 금속 결정 구조의 압도적 다수는 결정의 3가지 유형의 원자 패킹에 해당합니다.

1. 간세포암종- 수류탄 중심의 입방체 밀집 구조. 패킹 밀도 - 74.05%, 조정 번호 = 12.

2. GPU- 육각형 밀집 구조, 충진 밀도 = 74.05%, c.h. = 12.

3. 숨은 참조- 부피가 중앙에 있고, 패킹 밀도 = 68.1%, c.h. = 8.

금속 결합은 어느 정도의 공유성을 배제하지 않습니다. 순수한 금속 결합은 알칼리 및 알칼리 토금속에만 특징적입니다.

순수한 금속 결합은 공유 결합보다 4배 약한 100/150/200 kJ/mol 정도의 에너지를 특징으로 합니다.

36. 염소와 그 속성. B = 1(III, IV, V 및 VII) 산화도 = 7, 6, 5, 4, 3, 1, -1

자극적인 자극적인 냄새가 나는 황록색 가스. 염소는 화합물의 형태로만 자연에서 발견됩니다. 자연에서 염화칼륨, 마그네슘, 아질산염의 형태로 이전 바다와 호수가 증발하여 형성되었습니다. 수신.프롬: 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2, 염화물 용액의 물 전기분해 Me. 탄소, 질소, 산소, 불활성 기체), HC 앞에서 수소를 대체하고 불포화 화합물을 결합하고 화합물에서 브롬과 요오드를 대체합니다. 염소 PCl3의 분위기에서 발화하고 추가 염소화 - PCl5; 염소와 황 = S2Сl2, SCl2 및 기타 SnClm. 염소와 수소의 혼합물 연소 산소와 함께 염소는 산화물을 형성합니다: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8 뿐만 아니라 차아염소산염(차아염소산염), 아염소산염, 염소산염 및 과염소산염. 모든 산소화된 염소 화합물은 쉽게 산화되는 물질과 폭발성 혼합물을 형성합니다. 산화염소는 불안정하고 자발적으로 폭발할 수 있으며, 차아염소산염은 저장 중에 천천히 분해되며, 염소산염과 과염소산염은 개시제의 영향으로 폭발할 수 있습니다. 물 - 차아염소산염 및 소금: Сl2 + Н2О = НСlО + НСl. 추위에 알칼리 수용액을 염소화하는 동안 차아염소산염과 염화물이 형성됩니다: 2NаОН + Сl2 = NaСlO + NaСl + Н2О, 그리고 가열되면 염소산염. 암모니아가 염소와 상호 작용하면 삼염화질소가 형성됩니다. 다른 할로겐과의 할로겐간 화합물. 불화물 ClF, ClF3, ClF5는 반응성이 매우 높습니다. 예를 들어, 유리솜은 ClF3 대기에서 자발적으로 발화합니다. 불소에 대한 산소와 염소의 알려진 화합물 - 옥시불화염소: СlO3F, СlO2F3, СlOF, СlОF3 및 과염소산 불소 FСlO4. 애플리케이션:화학 물질 생산, 정수, 식품 합성, 제약 산업용 살균제, 방부제, 종이, 직물, 불꽃, 성냥의 표백, 농업 부문의 잡초 제거.

생물학적 역할: 생체, 식물 및 동물 조직의 구성 요소. 100g은 혈장, 림프, 뇌척수액 및 일부 조직의 주요 삼투 활성 물질입니다.일일 염화나트륨 요구량 = 6-9g - 빵, 육류 및 유제품. 물-염 대사에 역할을 하여 조직에 의한 수분 보유에 기여합니다. 조직의 산 - 염기 균형 조절은 혈액과 다른 조직 사이의 염소 분포 변화에 의해 다른 과정과 함께 수행되며 염소는 에너지 교환식물에서 산화적 인산화와 광인산화를 모두 활성화합니다. 염소는 철분 주스의 구성 요소인 뿌리의 산소 흡수에 긍정적인 영향을 미칩니다.

37. 수소, 물 B = 1, st.oxides = + 1-1 수소 이온은 전자 껍질이 완전히 없으며 매우 가까운 거리에 접근할 수 있으며 전자 껍질에 침투할 수 있습니다.

우주에서 가장 흔한 원소. 그것은 태양, 별 및 기타 우주 체의 대부분을 구성합니다.지구상의 자유 상태에서는 상대적으로 드뭅니다-오일 및 가연성 가스에 포함되어 있으며 일부 미네랄에 포함 된 형태로 존재합니다. 물의 구성에서. 획득: 1. 연구실 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2; 2.Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2; 3. Al + NaOH + H 2 O = Na(AlOH) 4 + H 2. 4. 산업: 변환, 전기 분해: CH4 + H2O = CO + 3H2 \ CO + H2O = CO + 시간2 / Chem sv-va. n.s.에서: H 2 + F 2 = 2HF. 조사, 조명, 촉매: H 2 + O 2, S, N, P = H 2 O, H 2 S, NH 3, Ca + H2 = CaH2 \ F2 + H2 = 2HF \ N2 + 3H2 → 2NH3 \ Cl2 + H2 → 2HCl, 2NO + 2H2 = N2 + 2H2O, CuO + H2 = Cu + H2O, CO + H2 = CH3OH. 수소는 수소화물을 형성합니다: 이온성, 공유성 및 금속성. 이온성으로 –NaH - &, CaH 2 - & + H 2 O = Ca(OH) 2, NaH + H 2 O = NaOH + H 2. 공유 -B 2 H 6, AlH 3, SiH 4. 금속 - d-요소 포함; 가변 조성: MeH ≤1, MeH ≤2 - 원자 사이의 공극으로 침투하여 열, 전류, 고체를 전도합니다. WATER.sp3-하이브리드 104.5각의 극성이 높은 분자 , 쌍극자, 가장 널리 사용되는 용매 물은 실온에서 반응합니다. 활성 할로겐(F, Cl) 및 염을 포함하는 할로겐간 화합물과 반응하여 약염기 및 약염기 형태로 완전한 가수분해를 일으킴 ; 카르복실산 및 무기물의 무수물 및 할로겐화물. 고양이 새끼; 활성 야금 화합물; 활성 Me의 탄화물, 질화물, 인화물, 규화물, 수소화물; 많은 염과 함께 수화물 형성 보란과 함께 실란 케텐과 함께 과산화탄소 희가스 불화물과 함께. 물은 가열될 때 반응합니다: Fe, Mg와 석탄, 메탄, 일부 알킬 할라이드와 반응합니다. 응용 프로그램: 수소 - 암모니아, 메탄올, 염화수소, TV.지방, 수소 화염의 합성 - 용접, 용해, 산화물로부터 나를 환원시키기 위한 야금, 로켓 연료, 약국 - 물, 방부제 과산화물, 살균제, 세척, 모발 표백 , 살균.

생물학적 역할: 수소-7kg, 수소의 주요 기능은 생물학적 공간의 구조화(물과 수소 결합)와 다양한 조직 분자(단백질, 탄수화물, 지방, 효소의 구조에 포함됨)의 형성입니다.

DNA 분자를 복사합니다. 물은 거대한 부분에 참여합니다.

모든 생리적 및 생물학적 반응에서 생화학 반응의 수

과정, 신체와 신체 사이의 물질 교환을 보장합니다. 외부 환경, 사이

세포와 세포 내부. 물은 세포의 구조적 기초이며,

최적의 볼륨을 유지하여 공간 구조를 결정하고

생체 분자의 기능.