Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Задание 3 контрольной работы




Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Для химического элемента: определить в какой группе и каком периоде Периодической таблицы находится, к какому семейству относится, записать электронную формулу для нормального и возбужденного состояния атома, перечислить валентные электроны и возможные степени окисления, привести примеры соединений элемента в этих степенях окисления.

Номер задания Химический элемент Номер задания Химический элемент Номер задания Химический элемент
5B 56Ba 19K
79Au 32Ge 82Pb
56Ba 105Db 40Zr
55Cs 34Se 39Y
67Ho 48Cd 30Zn
66Dy 50Sn 81Tl
74W 46Pd 20Ca
56Ba 52Te 103Lr
16S 44Ru 84Po
62Sm 37Rb 38Sr
             

Тема 4 Химическая связь

Химическая связь – это взаимное сцепление атомов в молекуле в результате перекрывания их электронных облаков. Образованию химической связи может предшествовать гибридизация АО: преобразование различающиеся по форме и энергии АО разных подуровней в такое же количество гибридных молекулярных орбиталей. Гибридные орбитали имеют одинаковую энергию и форму, что обеспечивает равноценность образующихся связей. Гибридные орбитали более вытянуты в направлении образования химической связи и обеспечивают лучшее перекрывание с орбиталями присоединяющегося атома, чем негибридизованные. В гибридизации могут участвовать и d-орбитали внешнего или предвнешнего квантового уровня. Тип гибридизации АО центрального атома определяет геометрическую форму образующихся молекул или ионов.



Таблица 4

Форма молекул и тип гибридизации центрального атома

Гибридизация центрального атома Геометрическая форма молекулы или иона Угол между связями Пример молекулы или иона
sp Линейная 180° BeF2, CH≡CH, [Ag(NH3)2]+
p2 Угловая 90° H2S, TeCl2
sp3 Угловая ~109,5° H2O
sp2 Плоский треугольник 120° BF3, CO32
sp2 Плоский прямоугольник 120° CH2=CH2
sp3 Тетраэдр 109,5° CH4, NH4+
d 3s Тетраэдр 109,5° TiCL4
sp3 Тригональная пирамида ~109,5° NH3, Н3О+, SО32–
sp3d Тригональная бипирамида 90°, 120° PCl5,
sp3d2 Октаэдр 90° SF6, [АlF6]33–
d2sp3 Октаэдр 90° [Fе(СN)6]4–
dsp2 Плоский квадрат 90° [PdСl4]2–

 

Рассмотрим образование молекул с разным типом гибридизации центрального атома.

При образовании молекулы ВеF2 атом бериллия переходит в возбужденное состояние и имеет два неспаренных электрона один на 2s- и один на 2р-орбитали. Гибридизация этих АО приводит к образованию двух sp-гибридных молекулярных орбиталей, расположеных в молекуле под углом 180°, поскольку в таком случае электроны на этих орбиталях испытывают наименьшее взаимное отталкивание. В результате молекула ВF2 имеет линейное строение. Молекула неполярна. В молекуле две равноценные σ-связи Be–F, π-связей нет. Связи полярны, электронная плотность смещена к более электроотрицательному атому F. На рисунке для атомов F показаны только 2р-электроны, образующие связи.

F Be F
 
 
 
б)
а)

Рисунок 2 Молекула BeF: а) sp-гибридизация АО бериллия и образование двух σ-связей; б) пространственное строение молекулы

 

При образовании молекулы ВF3 три неспаренных электрона атома бора в возбужденном состоянии расположены на АО 2s, 2рх, 2рz. В результате гибридизации образуются три гибридные sp2-орбитали. Для достижения минимального отталкивания гибридные орбитали направлены в углы правильного треугольника, углы между орбиталями равны 120°. В результате молекула ВF3 имеет форму плоского треугольника, ядро атома бора располагается в центре. Молекула ВF3 неполярна. В молекуле три σ-связи, все связи равноценны, π-связей нет. Связи полярны, электронная плотность смещена в строну атома F.

 
 


 

Рисунок 3 Молекула ВF3: а) гибридизация АО бора и образование трех σ-связей; б) ориентация в пространстве исходных атомных 2s-, 2рx- и 2рz-орбиталей; в) ориентация в пространстве гибридных sp2-орбиталей

 

При образовании связей атомами C, N, О и Cl в гибридизации участвуют одна s-орбиталь и три p-орбитали, во всех случаях образуются четыре sp3-гибридные орбитали, направленные в пространстве от ядра к углам тетраэдра. Углы между орбиталями во всех случаях близки к 109°, однако форма молекул, образуемых этими атомами различны.

В молекуле метана СН4 четыре σ-связи, π-связей нет, связи полярны,электронная плотность смещена к атому С. Форма молекулы тетраэдрическая, молекула неполярна, угол между орбиталями равен 109,46°.

 
б)
 
а)  
 

Рисунок 4 Молекула СН4: а) гибридизация АО углерода и образование четырех σ-связей; б) ориентация в пространстве гибридных sp3-орбиталей

 

+
В молекуле аммиака NH3 на одной из четырех sp3-гибридных орбиталей азота располагается два спаренных электрона (неподеленная пара электронов), т.е. в молекуле образуется только три σ-связи, π-связей нет. Молекула NH3 имеет форму тригональной пирамиды, в вершине пирамиды – атом азота. Угол между орбиталями составляет 107,8° и отличается от тетраэдрического (109,5°) вследствие более сильного взаимного отталкивания неподеленных электронных пар по сравнению с электронами σ-связи N–Н. Молекула полярна, на атоме азота локализуется частичный отрицательный заряд. Ион аммония NH4+ имеет тетраэдрическое строение.

NH3 NH4+ тригональная пирамида тетраэдр
б)
а)  

 

Рисунок 5 Молекула NH3: а) гибридизация АО азота, образование гибридных sp3-орбиталей и трех σ-связей; б) пространственное строение молекулы NH3 и иона NH4+

В молекуле воды Н2О на двух sp3-гибридных орбиталях кислорода располагается неподеленные пары электронов. В молекуле две σ-связи, π-связей нет. Вследствие отталкивания неподеленных электронных пар, угол между связями О–Н отклоняется от тетраэдрического и составляет 104,5°.

 

б)
а)  

Рисунок 6 Молекула H2О: а) гибридизация АО кислорода, образование гибридных sp3-орбиталей и двух σ-связей; б) пространственное строение молекулы H2О.

 

При образовании комплексного иона [АlF6]33– в гибридизации участвуют вакантные 3d-орбитали алюминия и образуется шесть гибридных sp3d2-орбиталей, направленных к углам октаэдра. Форма иона октаэдрическая, число σ-связей шесть, угол между связями 90°, π-связей нет.

Рисунок 7 Образование иона [АlF6]33– и ориентация sp3d2-гибридных орбиталей

 

Комплекс [Fе(СN)6]4– тоже имеет октаэдрическую форму, хотя гибридизация d2sp3-типа. Гибридизация с участием d-орбиталей приводит также к квадратной и тетраэдрической формам молекул и ионов.

 




Читайте также:
Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою...
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (656)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.016 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7