Химическая связь Скачать
презентацию
<<  Молекулы Химия «Химическая связь»  >>
Химическая связь
Химическая связь
План лекции - Природа химической связи и её характеристики - Типы
План лекции - Природа химической связи и её характеристики - Типы
Химическая связь–электростатич
Химическая связь–электростатич
Характеристики связи
Характеристики связи
Длина химической связи (l св) - расстояние между ядрами атомов в
Длина химической связи (l св) - расстояние между ядрами атомов в
Энергия связи (Есв) – это энергия, выделяющаяся при образовании хим
Энергия связи (Есв) – это энергия, выделяющаяся при образовании хим
Валентный угол образован воображаемыми линиями, соединяющими центры
Валентный угол образован воображаемыми линиями, соединяющими центры
Дипольный момент – колич-ная характеристика полярности связи
Дипольный момент – колич-ная характеристика полярности связи
Дипольный момент – векторная величина, направленная от (+) к (–)
Дипольный момент – векторная величина, направленная от (+) к (–)
Lэфф=
Lэфф=
Типы химических связей
Типы химических связей
А : А
А : А
Полярная и неполярная ковалентная связь
Полярная и неполярная ковалентная связь
Основные теории химической связи
Основные теории химической связи
Ковалентная связь
Ковалентная связь
Метод валентных связей (ВС)
Метод валентных связей (ВС)
Научное объяснение гипотезы дано В. Гейтлером и Ф. Лондоном (1927)
Научное объяснение гипотезы дано В. Гейтлером и Ф. Лондоном (1927)
Зависимость потенц
Зависимость потенц
Метод ЛКАО
Метод ЛКАО
Обменный механизм образования ковалентной связи
Обменный механизм образования ковалентной связи
Химическая связь
Химическая связь
связывающие эл-ные пары образ-ся объединением пары вал
связывающие эл-ные пары образ-ся объединением пары вал
Основные положения метода ВС
Основные положения метода ВС
Валентность
Валентность
Свойства ковалентной связи
Свойства ковалентной связи
Направленность хим
Направленность хим
Насыщаемость – макс
Насыщаемость – макс
Кратность хим
Кратность хим
? -взаимодействие возникает при перекрывании орбиталей s – s и s – p,
? -взаимодействие возникает при перекрывании орбиталей s – s и s – p,
? - (дельта) взаимодействие, при которой перекрываются d-орбитали
? - (дельта) взаимодействие, при которой перекрываются d-орбитали
H?C ? C
H?C ? C
Гибридизация АО
Гибридизация АО
Это мат-ий прием отыскания новых волновых функций, удовлетворяющих
Это мат-ий прием отыскания новых волновых функций, удовлетворяющих
Основные положения гибридизации
Основные положения гибридизации
Пример: При образовании молекулы BeCl2 происходит гибридизация АО Be
Пример: При образовании молекулы BeCl2 происходит гибридизация АО Be
Другие типы гибридизации
Другие типы гибридизации
Скелетная и пространственная модели молекулы метана
Скелетная и пространственная модели молекулы метана
Слабые стороны метода ВС
Слабые стороны метода ВС
МО - делокализованные и многоцентровые Состояние эл-нов в молекулах
МО - делокализованные и многоцентровые Состояние эл-нов в молекулах
Связывающие и разрыхляющие МО
Связывающие и разрыхляющие МО
?Св
?Св
Сложение симметричных
Сложение симметричных
Распределение электронов по МО в Н2
Распределение электронов по МО в Н2
Схема образования
Схема образования
Комбинация волновых функций для H2
Комбинация волновых функций для H2
Химическая связь
Химическая связь
Химическая связь
Химическая связь
Ионная связь
Ионная связь
Цикл Габера-Борна
Цикл Габера-Борна
Энергия кулоновского взаимодействия
Энергия кулоновского взаимодействия
В ионном кристалле учитывается взаим-ие со всеми остальными частицами
В ионном кристалле учитывается взаим-ие со всеми остальными частицами
Энергия кристаллической решетки
Энергия кристаллической решетки
Цикл Габера-Борна
Цикл Габера-Борна
Характеристики ионной связи
Характеристики ионной связи
Uреш
Uреш
Uреш,Тпл, Ткип ионных кристаллов
Uреш,Тпл, Ткип ионных кристаллов
Эффективный заряд иона
Эффективный заряд иона
Эффективный заряд атома (экспериментальные данные)
Эффективный заряд атома (экспериментальные данные)
Степень ионности (i)
Степень ионности (i)
Химическая связь
Химическая связь
Эффективный радиус
Эффективный радиус
Структура ионных молекул и кристаллов опр-ся зарядами ионов и их
Структура ионных молекул и кристаллов опр-ся зарядами ионов и их
Cтруктура ионных кристаллов опр-ся координационным числом (К
Cтруктура ионных кристаллов опр-ся координационным числом (К
Свойства ионной связи
Свойства ионной связи
Ненаправленность и ненасыщаемость В ионном соединении каждый ион
Ненаправленность и ненасыщаемость В ионном соединении каждый ион
Ионные соединения при обычных условиях – твердые и прочные, но хрупкие
Ионные соединения при обычных условиях – твердые и прочные, но хрупкие
Поляризация
Поляризация
Поляризуемость - деформация электронного облака в электрическом поле
Поляризуемость - деформация электронного облака в электрическом поле
Возрастает с ув-м размеров иона li+ – na+ – K+ – rb+ – cs+ F-– cl-–
Возрастает с ув-м размеров иона li+ – na+ – K+ – rb+ – cs+ F-– cl-–
Поляризующая способность ионов
Поляризующая способность ионов
Катионы d-эл-тов обладают (при одном и том же заряде и близком
Катионы d-эл-тов обладают (при одном и том же заряде и близком
Влияние поляризации на свойства соединений:
Влияние поляризации на свойства соединений:
Пример AgCl хуже растворим в воде, чем NaCl и KСl Причина более
Пример AgCl хуже растворим в воде, чем NaCl и KСl Причина более
Пример: Кислородсодержащие к-ты менее устойчивы при нагревании, чем их
Пример: Кислородсодержащие к-ты менее устойчивы при нагревании, чем их
Слайды из презентации «Химическая связь» к уроку химии на тему «Химическая связь»

Автор: Valentin. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Химическая связь.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 786 КБ.

Скачать презентацию

Химическая связь

содержание презентации «Химическая связь.ppt»
СлайдТекст
1 Химическая связь

Химическая связь

Лектор Мирошниченко Юлия Юрьевна

2 План лекции - Природа химической связи и её характеристики - Типы

План лекции - Природа химической связи и её характеристики - Типы

химических связей - Основные теории хим. связи - ковалентная связь, метод ВС - гибридизация АО метод МО ионная связь.

3 Химическая связь–электростатич

Химическая связь–электростатич

взаимодействие связывающее атомы в ионы, молекулы, кристаллы Основное условие - понижение полной энергии многоатомной системы по сравнению с энергией изолированных атомов Пример: А + В = АВ, ЕАВ ? EA + EB.

4 Характеристики связи

Характеристики связи

5 Длина химической связи (l св) - расстояние между ядрами атомов в

Длина химической связи (l св) - расстояние между ядрами атомов в

соед-ях В однотипных соед-ях длина связи закономерно изменяется: HF – HCl – HBr – HI длина связи возрастает.

6 Энергия связи (Есв) – это энергия, выделяющаяся при образовании хим

Энергия связи (Есв) – это энергия, выделяющаяся при образовании хим

связи или расходуемая на её разрыв Взаимосвязь Есв и lсв: Молекула HF HCl HBr HI lсв, нм 0,092 0,128 0,142 0,162 Есв 566 432 366 298 кДж/моль.

7 Валентный угол образован воображаемыми линиями, соединяющими центры

Валентный угол образован воображаемыми линиями, соединяющими центры

взаимодействующих атомов O Cl — Be — Cl H H ? = 180O ? = 104,5O.

8 Дипольный момент – колич-ная характеристика полярности связи

Дипольный момент – колич-ная характеристика полярности связи

(измеряется в дебаях) ? = ?q?lдип q– заряд полюса [Кл] lдип – длина диполя [м] Дебай (D):1D = 3,33.10-3 Кл?м.

[Кл?м ]

9 Дипольный момент – векторная величина, направленная от (+) к (–)

Дипольный момент – векторная величина, направленная от (+) к (–)

Различают дип. моменты хим. связи и молекул ?мол. = ? ?св.

10 Lэфф=

Lэфф=

Для хар-ки диполя, исп-ют эффективный заряд qэфф и длину диполя l В 1-м случае принимают l = d межъядерному расстоянию Во 2-м, заряд равен заряду эл-на, а длину определяют как эфф-ую величину

?Эксп d

?Эксп q

Qэфф =

11 Типы химических связей

Типы химических связей

Распределение электронной плотности между взаимод-ми атомами определяет тип химической связи: ковалентная ионная металлическая

12 А : А

А : А

? = 0 Ковалентная неполярная связь А : В ?? ? 0 Ковалентная полярная связь А-: С+ ?? ? 1,9 Ионная связь ?евал (общие для всех атомов) - Металлическая связь Во многих веществах реализуются одновременно несколько типов химической связи.

13 Полярная и неполярная ковалентная связь

Полярная и неполярная ковалентная связь

Полярная ковалентная связь

Неполярная ковалентная связь

14 Основные теории химической связи

Основные теории химической связи

Гравитационная теория Бергмана – Бертолле Электрохимическая теория Берцелиуса (1810) Формалистическая теория типов Дюма - Жерара Учение о химическом строении вещества А.М. Бутлерова(1861) Ковалентная теория Льюиса (1914) Ионная теория Косселя (1916)

15 Ковалентная связь

Ковалентная связь

Для объяснения механизма образования ковалентной хим. связи разработано несколько методов Наиболее применимые: - метод валентных связей(ВС) - метод молекулярных орбиталей (МО)

16 Метод валентных связей (ВС)

Метод валентных связей (ВС)

Связанные между собой атомы в молекуле удерживаются вместе при помощи одной или нескольких общих эл-ных пар Химическая связь между двумя атомами локализована в месте перекрывания атомных орбиталей (локализованная двухцентровая связь)

17 Научное объяснение гипотезы дано В. Гейтлером и Ф. Лондоном (1927)

Научное объяснение гипотезы дано В. Гейтлером и Ф. Лондоном (1927)

путем приближенного решения уравнения Шредингера для молекулы водорода Гипотеза образования ков. связи за счет обобществления эл-нов дана Льюисом.

18 Зависимость потенц

Зависимость потенц

энергии двух атомов водорода от межъядерного расстояния.

(1) Хим. св. не обр-ся

(2) Хим. св. обр-ся

19 Метод ЛКАО

Метод ЛКАО

Находят многоцентровые волновые функции ?мол, которые описывают движение электронов в молекуле Основа метода: молекулярные волновые функции строят комбинируя волновые функции АО: С1, С2,..Сn - коэффициенты Лучшая ?мол отвечает Еmin.

20 Обменный механизм образования ковалентной связи

Обменный механизм образования ковалентной связи

Общие пары электронов образуются при спаривании неспаренных эл-нов, принадлежащих разным атомам При этом число неспаренных электронов у многих атомов ув-ся за счет расспаривания спаренных электронов, если на вал. уровне есть свободные орбитали Этот процесс является переходом атома в возбужденное состояние

21
22 связывающие эл-ные пары образ-ся объединением пары вал

связывающие эл-ные пары образ-ся объединением пары вал

электронов одного атома (донора) со свободной АО другого атома (акцептора) Пример: BF3 + F – = BF4–.

Донорно-акцепторный механизм образования связи

B F

23 Основные положения метода ВС

Основные положения метода ВС

Ков. связь образуют два электрона с противоположными спинами, принадлежащие двум атомам При образовании связи происходит перекрывание АО и увеличение электронной плотности между ними, что приводит к уменьшению энергии Связь реализуется в направлении наибольшего перекрывания АО

24 Валентность

Валентность

определяется числом неспаренных электронов Пример: атом Н (1s1) - валентность равна 1 атом Не (1s2) - валентность равна 0 валентность может быть увеличена - промотированием атома - донорно-акцепторным взаимод.

25 Свойства ковалентной связи

Свойства ковалентной связи

26 Направленность хим

Направленность хим

связи обусловлена перекрыванием электронных облаков определяется направленностью в пространстве АО с l ? 0 Атомные орбитали px-, py- и pz- расположены под углами 900 d- орбитали: лепестки образуют угол 900, а между различными d- АО могут быть углы 1800, 900 и 450.

27 Насыщаемость – макс

Насыщаемость – макс

возможное число связей, определяемое общим числом задействованных орбиталей 1-й период - макс. валентность = 1 2-й период - макс. валентность = 4, т.к. валентные 4 АО (2s- и три 2р) 3-й период - валентные 9 АО (3s, три 3р и пять 3d), но макс. валентность практически не реализуется.

28 Кратность хим

Кратность хим

связи - число общих электронных пар, реализующих связь между двумя атомами Чем выше кратность связи, тем она прочнее (кратности больше 3 не бывает) Кратность обусловлена характером перекрывания АО Молекула F2 O2 N2 Кратность связи 1 2 3 Е св, кДж/моль 159 494 945.

29 ? -взаимодействие возникает при перекрывании орбиталей s – s и s – p,

? -взаимодействие возникает при перекрывании орбиталей s – s и s – p,

p – p, d – d вытянутых вдоль одной оси ? - взаимодействие, перекрывание по линии, перпендикулярной линии связи В молекуле N2 - тройная связь (1 ?- и 2?-).

Типы перекрывания атомных АО

30 ? - (дельта) взаимодействие, при которой перекрываются d-орбитали

? - (дельта) взаимодействие, при которой перекрываются d-орбитали

четырьмя лепестками По прочности хим. взаимодействия располагаются в следующей ряд: ? > ? > ? ? и ? – взаимод-вия возникают как дополнительные к ?- взаимод-вию.

Типы перекрывания атомных АО

31 H?C ? C

H?C ? C

H.

32 Гибридизация АО

Гибридизация АО

Атом, взаимодействуя с несколькими одинаковыми партнерами, образует равнопрочные связи с участием электронов разных уровней. Кроме того, углы между связями в подобных многоатомных молекулах не те, которые следовало бы ожидать из пространственного расположения взаимодействующих АО. Пример: в H2O – 104,50, в NH3 – 1070, в CH4 – 109,280 и т. д. Для объяснения этих противоречий в теорию введено представление о гибридизации АО, т.е. о перемешивании орбиталей с различными квантовыми числами и получением гибридных АО.

33 Это мат-ий прием отыскания новых волновых функций, удовлетворяющих

Это мат-ий прием отыскания новых волновых функций, удовлетворяющих

условию равнопрочности образуемых связей и уменьшению энергии ?гибр = Сs?s ± Сp?p При этом из двух «чистых» АО (?s и ?р) обр-ся две гибридные: ?гибр1=Сs?s + Сp?p ?гибр2=Сs?s – Сp?p.

Гибридизация АО

34 Основные положения гибридизации

Основные положения гибридизации

Гибридизуются орбитали атома, реализующего связи с другими атомами Гибридизуются АО с близкой энергией Число гибридных орбиталей равно суммарному числу исходных орбиталей Гибридизация сопровождается изменением формы электронных облаков, поэтому хим. связи с участием гибр. орбиталей обладают большей прочностью, чем связи с “чистыми” АО

35 Пример: При образовании молекулы BeCl2 происходит гибридизация АО Be

Пример: При образовании молекулы BeCl2 происходит гибридизация АО Be

Be Cl

36 Другие типы гибридизации

Другие типы гибридизации

sp3 гибридизации АО атома С в СН4

37 Скелетная и пространственная модели молекулы метана

Скелетная и пространственная модели молекулы метана

38 Слабые стороны метода ВС

Слабые стороны метода ВС

Не допускает присутствия в мол-х неспаренных электронов Не объясняет существования частиц – молекулярных катионов, в которых хим. связь осуществляется не парой, а одним электроном (H2+, Hе2+ ) Неожиданные параметры связи в молекулах и молекулярных ионах, вызванные переходами электронов

39 МО - делокализованные и многоцентровые Состояние эл-нов в молекулах

МО - делокализованные и многоцентровые Состояние эл-нов в молекулах

соот-вует принципам min энергии, Паули и Гунда Условия возникновения МО: - АО должны быть близкими по энергии -Атомные орбитали перекрываются - Расположение АО на линии связи должно быть одинаковым по симметрии - Из n АО образуется n МО - МО обозначают: ?, ?, ?, ?

Основные положения метода МО

40 Связывающие и разрыхляющие МО

Связывающие и разрыхляющие МО

Для нахождения волновых функций МО используют ЛКАО Из двух перекрывающихся АО обр-ся две МО МОсв – min эн-ия МОр – max эн-ия

41 ?Св

?Св

Модель образования ?св и ?р МО

?р МО

s AO

s AO

42 Сложение симметричных

Сложение симметричных

sa и ?sb.

Линейная комбинация 1s орбиталей

43 Распределение электронов по МО в Н2

Распределение электронов по МО в Н2

МОр

Ао

Ао

МОсв

44 Схема образования

Схема образования

и ?

связывающих и разрыхляющих МО при комбинации атомных орбиталей s и s pz и pz px и px

45 Комбинация волновых функций для H2

Комбинация волновых функций для H2

46
47
48 Ионная связь

Ионная связь

Энергия связи определяется силами электростатического взаимодействия противоположно заряженных ионов Ионные соединения состоят из огромного числа ионов, связанных в одно целое силами электростатического притяжения

49 Цикл Габера-Борна

Цикл Габера-Борна

Нf = Еион(К) - Fср(А) + Uреш+?Нсуб(К)+ 1/2Едис(А2) Для NaCl Uреш= 412 + 109 + 121 – 368 + 494 = 768.

кДж моль

50 Энергия кулоновского взаимодействия

Энергия кулоновского взаимодействия

? - Коэф-т отталкивания

51 В ионном кристалле учитывается взаим-ие со всеми остальными частицами

В ионном кристалле учитывается взаим-ие со всеми остальными частицами

Взаимодействие увеличивается в ?М раз, это учитывает коэффициент Маделунга, зависит только от структуры кристалла Для решетки типа NaCl ?М = 1,7476.

52 Энергия кристаллической решетки

Энергия кристаллической решетки

энергия разрушения решетки на ионы _Екул = Uреш. Екул находят по формуле Капустинского

53 Цикл Габера-Борна

Цикл Габера-Борна

Нf=-Еион(К)+Fср(А)-Uреш - -?Нсуб(К)-Едис(А2) Для NaCl Uреш= 109 + 412 + 494 + 121 – 368 = 768.

кДж моль

54 Характеристики ионной связи

Характеристики ионной связи

Энергия кристаллической решетки эффективный заряд радиус иона координационные числа ионов

55 Uреш

Uреш

возрастает с увеличением заряда ионов и уменьшением их радиусов Uреш - такого же порядка величина, что и энергия ковал. связи Это объясняет прочность многих ионных кристаллов, их высокие температуры плавления и кипения.

56 Uреш,Тпл, Ткип ионных кристаллов

Uреш,Тпл, Ткип ионных кристаллов

57 Эффективный заряд иона

Эффективный заряд иона

- это реальный заряд иона в кристаллической структуре Рентгеновский метод определяет заряд атома, при сравнении спектра свободного атома и в соединении Исследование диэлектрической проницаемости в кристаллах дает эффективные заряды атомов в ряде соединений

58 Эффективный заряд атома (экспериментальные данные)

Эффективный заряд атома (экспериментальные данные)

Соед-е Атом ? Соед-е Атом ? HCl Cl -0,2 GeBr4 Ge +1,1 C2H4Cl2 Cl 0 ZnBr2 Zn +0,5 LiClO4 Cl +0,8 IBr Br -0,1 H2S S -0,2 GeH4 Ge +0,2 SO2 S -0,1 GeO2 Ge +0,1 CaSO4 S +0,4 K2CrO4 Cr +0,2 KMnO4 Mn +0,3 CrCl3 Cr +1,3

59 Степень ионности (i)

Степень ионности (i)

? это реальный заряд иона в крист-й структуре Величина ионности может быть оценена и по разности электроотрицательностей атомов

60
61 Эффективный радиус

Эффективный радиус

- это радиус действия иона в кристалле Находят по ?r ионов в кристалле (r ионов не одинаковы и радиус одного из ионов необходимо определить) Оптическим методом был получен r(F-) = 1,33·10?10 нм зная межъядерное расстояние в кристалле NaF (d = 2,31·10?10 нм) нашли r(Na+) = ( 2,31-1,33) ·10?10= 0,98 нм

62 Структура ионных молекул и кристаллов опр-ся зарядами ионов и их

Структура ионных молекул и кристаллов опр-ся зарядами ионов и их

размерами Ионные молекулы могут быть 2-х видов АВ и АВ2 т.к. степень ионности уменьшается с увеличением n (ABn).

63 Cтруктура ионных кристаллов опр-ся координационным числом (К

Cтруктура ионных кристаллов опр-ся координационным числом (К

ч.), которое зависит от отноcительных размеров ионов (rк/rа - числа Магнуса).

Координационное число

64 Свойства ионной связи

Свойства ионной связи

65 Ненаправленность и ненасыщаемость В ионном соединении каждый ион

Ненаправленность и ненасыщаемость В ионном соединении каждый ион

притягивает к себе независимо от направления неограниченное число противоположно заряженных ионов из-за сил электростатического взаимодействия Взаимное отталкивание противоионов ограничивает их число в окружении каждого иона.

66 Ионные соединения при обычных условиях – твердые и прочные, но хрупкие

Ионные соединения при обычных условиях – твердые и прочные, но хрупкие

вещества При плавлении и растворении в воде они распадаются на ионы (электролитическая диссоциация) и проводят электрический ток, т.е. являются электролитами.

67 Поляризация

Поляризация

Это влияние друг на друга ионов, приводящее к деформации электронных оболочек Причина - действие электрического поля, создаваемого соседними противоположно заряженными ионами В результате электронная оболочка смещается в сторону соседнего иона и деформируется

68 Поляризуемость - деформация электронного облака в электрическом поле

Поляризуемость - деформация электронного облака в электрическом поле

Поляризующая способность - деформирующее влияние на другие ионы.

69 Возрастает с ув-м размеров иона li+ – na+ – K+ – rb+ – cs+ F-– cl-–

Возрастает с ув-м размеров иона li+ – na+ – K+ – rb+ – cs+ F-– cl-–

br-– I- радиус увеличивается поляризуемость возрастает rкат < rат < rан поэтому поляризуемость анионов выше поляризуемости катионов.

Поляризуемость иона

70 Поляризующая способность ионов

Поляризующая способность ионов

зависит от заряда, размера и типа иона Чем > заряд иона, тем > его поляризующее действие При одном и том же заряде напряженность электрического поля вблизи иона тем >, чем < его размеры

71 Катионы d-эл-тов обладают (при одном и том же заряде и близком

Катионы d-эл-тов обладают (при одном и том же заряде и близком

радиусе) большей поляризующей способностью, чем катионы s- и p-элементов Анионы характеризуются поляризуемостью, а катионы поляризующей способностью.

72 Влияние поляризации на свойства соединений:

Влияние поляризации на свойства соединений:

Растворимость термическую устойчивость окраску

73 Пример AgCl хуже растворим в воде, чем NaCl и KСl Причина более

Пример AgCl хуже растворим в воде, чем NaCl и KСl Причина более

сильное поляризующее действие Ag+ на Cl– и связи становятся более ковалентны в AgCl, что ухудшает его растворимость в воде.

74 Пример: Кислородсодержащие к-ты менее устойчивы при нагревании, чем их

Пример: Кислородсодержащие к-ты менее устойчивы при нагревании, чем их

соли Причина - сильное поляризующее действие Н+ Внедряясь в анион, протон снижает его заряд, ослабляет в нем хим. связи и делает его менее устойчивым, поэтому кислоты легко разлагаются на воду и оксид.

«Химическая связь»
http://900igr.net/prezentatsii/khimija/KHimicheskaja-svjaz/KHimicheskaja-svjaz.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

64 темы
Слайды
Презентация: Химическая связь.ppt | Тема: Химическая связь | Урок: Химия | Вид: Слайды