Дополнительный материал по химии к темам: Вещество. Виды химической связи. Электроотрицательность. Типы кристаллических решеток

Тема: Вещество. Виды химической связи. Электроотрицательность. Типы кристаллических решеток Вещество (с лат. субстанция) – вид материи, имеющей свойства и признаки.                           Вещества бывают: По происхождению: 1) Минеральные 2) Растительные  3) Животные  По составу: 1) Органические­ имеют в своем составе: С, Н2, О2, горючи, легко разлагаются. 2) Неорганические­ сложный, разнообразный состав (вся табл.Менделеева) По структуре: 1) Молекулярные – состоят из молекул, низкая t кипения и плавления, неметаллы. 2) Немолекулярные­ состоят из ионов и атомов, высокая t кипения и плавления, металлы ЯВЛЕНИЯ Физические Физическими называют такие явления, при которых  не происходит превращений одних веществ в другие,  а меняются их агрегатные состояния, форма и  размеры тел. Примеры:плавление льда, вытягивание проволоки.  Химические Химическими называют такие явления, при которых  происходит превращения одних веществ в другие. Примеры:горение дров, почернение меди,ржавление  железа.  В дальнейшем химические явления мы будем  называть химическими реакциями.  Виды химической связи Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряжен­ ной электронной оболочки. Благодаря зарядам ядра и электронов между соседними атома­ ми возникают электростатические силы: притяжения и отталкивания. Если сближение ато­ мов приводит к понижению энергии образующейся частицы (по сравнению с энергиями от­ дельных атомов), то образуется химическая связь.          Химическая связь – это силы взаимодействия, удерживающие частицы друг около  друга. Ученые доказали, что главную роль в образовании связи играют электроны, которые  называют валентными.           В атомах элементов главных подгрупп все валентные электроны расположены на по­ следнем (внешнем) электронном слое и их число равно номеру группы.           В атомах элементов побочных подгрупп валентные электроны расположены, как пра­ вило, на двух последних электронных слоях, но их число тоже равно номеру группы, к ко­ торой относится элемент. Типы химической связи и их основные отличительные признаки. Химическ ая связь  Связываем ые атомы  Ионная Ковален тная Атом  металла и  атом  неметалла  Атомы  неметаллов  Образующиеся  частицы  Положительные и  отрицательные  ионы  Молекулы ­­­­­­­­­ Процесс в  электронно й оболочке  Переход  валентных  электронов  Образовани е общих  электрон ных пар,  заполнение  орбиталей  Кристалл лическая  решетка  Ионная Харак тер веществ Солееобразный Молекуляр ная Атомная Летучий или  нелетучий  Алмазо подобный Приме ры NaCl  CaO  NaOH  Br2 CO2  C6H6  Алмаз  Si SiC Метал лическая Атомы  металлов  Отдача  валентных  электронов  Положительные  ионы и  электронный газ  Металличес кая Металлическая Металл ы и  сплавы  Закономерности изменения периодических свойств связей: Параметр Заряд ядра Число валентных электронов Число энергетических уровней Радиус атома Электроотрицательность Металлические свойства Степень окисления в высшем оксиде Степень окисления в водородных соединени- ях (для элементов IV-VII групп) вправо По группе вниз По периоду Увеличивается Увеличивается Не меняется Увеличивается Не меняется Увеличивается Уменьшается Увеличивается Уменьшается Увеличивается Уменьшаются Увеличиваются Не меняется Увеличивается Увеличивается Не меняется Механизмы образования связей: Ковалентная связь ­  образуется в результате образования общих электронных пар, в ходе перекрывания электронных  облаков ( в табл. Менделеева – только между элементами желтого цвета­ неМеталлами) Ковалентная полярная Напишите примеры: Между атомами неМеталлов, одних и тех же химических элементов, ее  образуют простые вещества одного  вида – О3, или Н2 Между атомами различных  неМеталлов,  ее образуют простые  вещества разного вида – Н2О Ковалентная неполярная Напишите примеры: Ионная связь­ образуется между ионами Металлов и неМеталлов, в результате присоединения  или отдачи электронов (соли и щелочи) ( в табл. Менделеева – только между элементами желтого  цвета­ неМеталлами и элементами зеленого цвета ­Металлами) Ионная связь Напишите примеры: NаCL­так как натрий щелочной  металл и склонен отдавать  электроны, а хлор их присоединять ,  то образуются частицы Nа+, CL­ Металлическая связь ­ образуется только между ионами Металлов ( в табл. Менделеева – только между элементами зеленого цвета ­ Металлами) Металлическая связь Осуществляется за счет притяжения  свободно перемещающихся  электронов металлов Напишите примеры: Водородная связь  ­ возникает между атомами водорода и сильноотрицательными элементами  7 группы (с фтора по йод) Водородная связь   Напишите примеры: в табл. Менделеева – только между  элементами 7 главной подгруппы и  водородом. Электроотрицательность  –   это   относительная   способность   атома   притягивать электроны в химическом соединении. (Шкала Полинга) Определение по электроотрицательности вида связи в химическом соединении: Правило Полинга: Какие бы 2 атома не были связаны между собой, для вычисления нужно  из большего значения,  вычесть меньшее значение. Для неполярной ковалентной связи разница составляет от 0 до 0,4 единиц Н­р:   F2 = F – F = (3,98­3,98)=0 значение равно 0,значит  связь ­ ковал.неполярная.           O2= O – O=(3,44­3,44)=0 значение равно 0,значит  связь ­ ковал.неполярная. Для ковалентной полярной связи разница составляет от 0,4 до 2 единиц Н­р:  HF= F– H= (3,98­2,20)=1,78 значение от 0,4 до 2 единиц, связь ­ ковал.полярная          CCl=Cl–C= (3,16­2,55)=0,61 значение от 0,4 до 2 единиц, связь ­ ковал.полярная          SO3=O– S= (3,44­2,58)=0,86 значение от 0,4 до 2 единиц, связь ­ ковал.полярная Для ионной связи разница составляет от 2  единиц и выше. Н­р:   NаCl=Cl –Nа= (3,16­0,93)=2,23 значение от  2 единиц, связь ­ ионная           Nа F= F– Nа=(3,98­0,93)=3,05 значение от  2 единиц, связь ­ ионная          К2О= О– К=(3,44­0,82)=2,62 значение от  2 единиц, связь ­ ионная Физические свойства веществ с различными типами кристалличе- ских решеток Тип кристал- лической ре- Физические свойства ве- Примеры веществ ществ Тип химиче- ской связи в веществах шетки ионная металличе- ская Относительно прочная ре- шетка, достаточно высокие значения Тпл. Довольно твердые нелетучие. Распла- вы и растворы проводят электрический ток. Относительно прочная ре- шетка, достаточно высокие значения Тпл. Ковкие, пла- Соли, щелочи, окси- ды щелочных и ще- лочноземельных ме- таллов Металлы и сплавы ионная металличе- ская стичные, электро-и тепло- проводны. Прочная решетка .Самые высокие значения Т пл., очень твердые, нелетучие, нерастворимые в воде. атомная молекулярная Вещества характеризуются низкими Тпл., летучие, низ- кая прочность. Ковалентная Ковалентная полярная и ко- валентная неполярная Простые вещества неметаллы (графит, алмаз),SiO2,Al2O3 Большинство орга- нических веществ (глюкоза, метан, бензол), сера, йод, твердый углекислый газ Самостоятельная работа 1)  Вещество это­….. 2)  Отличие химических явлений от физических заключается в …. 3)  Молекулярные вещества состоят из…. 4)  В атомах элементов главных подгрупп все валентные электроны расположены на ………  электронном слое и их число равно ……….. 5)  В атомах элементов ………… валентные электроны расположены, как правило, ………..  но их число  равно ……….. 6) Соотнесите кристаллическую решетку к  типу химической связи: Тип химической связи Кристаллическая решетка Ковалентная неполярная Водородная Ковалентная  полярная Ионная Металлическая (Ионная,  атомная,  молекулярная, металлическая) 7) Укажите закономерности  изменения периодических свойств: Параметр Молекулярная, атомная молекулярная Атомная, молекулярная ионная металлическая Заряд ядра Число валентных электронов Число энергетических уровней Радиус атома Электроотрицательность Металлические свойства Степень окисления в высшем оксиде вправо По группе вниз По периоду Увеличивается Увеличивается Увеличивается Не меняется Не меняется Увеличивается Увеличивается Уменьшается Увеличивается Уменьшается Уменьшаются Увеличиваются Не меняется Увеличивается Степень окисления в водородных соединени- ях (для элементов IV-VII групп) Не меняется Увеличивается 8) Определите по электроотрицательности вид связи в химическом соединении: H2S, CO, KOH, K2O, Na2SO4, CuCl2, HI, S2, PCl3, N2O5. Na2, Mg4, Al2, Si4, P,  SO2, Cl2,  F, O2, СН4 , SiO2 , КF (по Полингу) 9)  Опишите химические свойства элемента с порядковым номером 23 по его положению в Периодической системе. (Элемент №23 – это ванадий V. Это металл, т. к. он находится в побочной подгруппе V группы, в 4-ом перио- де. Его электронная конфигурация: 1s22s22p63s23p64s23d3. Летучих водородных соединений не образует. Высший оксид V2O5 – кислотный оксид. Как металл от- дает свои валентные электроны) 10) Элемент образует высший оксид состава RО3. В летучем водородном соединении массовая доля водорода составляет 5,88%. Рассчитайте от- носительную атомную массу элемента и назовите его.  (По формуле выс- шего оксида понятно, что элемент находится в VI группе. Формула водородно- го соединения – Н2Э. Массовая доля равна отношению массы элемента к сум- марной массе соединения. Пусть атомная масса элемента будет Х. Тогда Х=200:5,88-2=32. Значит этот элемент – сера S.) 11) Какие кристаллические решетки имеют данные вещества, у кого из них, самая  высокая температура плавления : СН4, SiO2, Sn, КF (СН4– молекулярную, SiO2 – атомную, Sn – металлическую, КF –ионную) Наиболее высокой температурой плавления характеризуются вещества с атомной кристаллической решеткой) 12) Определите тип химической связи в бромиде калия. (Бромид калия (КBr) – это типичная соль, образованная атомами, резко отлича- ющимися по электроотрицательности. Связь ионная.) 13) Какая связь возникает между атомами химических эелентов с по- рядковыми номерами 8 и 16? (Это S и О. Это неметаллы. Их электроотрица- тельности близки. Значит, связь ковалентная полярная.) 14)  Из приведенных ниже веществ атомную кристалличекую решетку имеет:  Магний, сера, нафталин, алмаз.( Магний – это металл. Он имеет металличе- скую кристаллическую решетку. Сера, нафталин – молекулярную кристалли- ческую решетку. Ответ –алмаз) 15) Для веществ с металлической кристаллической решеткой нехарак- терным свойством является:  Электропроводность, теплопроводность, хрупкость,  пластичность. (Для металлов характерны такие свойства: электро- и теплопро- водность, пластичность, металлический блеск. Хрупкость – это свойство, об- ратное пластичности, значит, металлы им обладать не могут) , отсюда Самостоятельная работа 1)  Вещество это­….. 2)  Отличие химических явлений от физических заключается в …. 3)  Молекулярные вещества состоят из…. 4)  В атомах элементов главных подгрупп все валентные электроны расположены на ……… элек­ тронном слое и их число равно ……….. 5)  В атомах элементов ………… валентные электроны расположены, как правило, ……….. но их  число  равно ……….. 6) Соотнесите кристаллическую решетку к  типу химической связи: Тип химической связи Кристаллическая решетка Ковалентная неполярная Водородная Ковалентная  полярная Ионная Металлическая (Ионная,  атомная,  молекулярная, металлическая) 7) Укажите закономерности  изменения периодических свойств: Параметр По группе вниз По периоду вправо Заряд ядра Число валентных электронов Число энергетических уровней Радиус атома Электроотрицательность Металлические свойства Степень окисления в высшем оксиде Степень окисления в водородных соединениях (для эле­ ментов IV­VII групп) Не меняется Увеличивается Увеличиваются Увеличивается Не меняется Увеличивается Увеличивается 8) Определите по электроотрицательности вид связи в химическом соединении: H2S, CO, KOH, K2O, Na2SO4, CuCl2, HI, S2, PCl3, N2O5. Na2, Mg4, Al2, Si4, P,  SO2, Cl2,  HF, H2O, СН4 , SiO2 , КF (по Полингу) 9)  Опишите химические свойства элемента с порядковым номером 23 по его положению в Периодической системе. 10) Элемент образует высший оксид состава RО3. В летучем водородном соединении массовая доля водорода составляет 5,88%. Рассчитайте от- носительную атомную массу элемента и назовите его.  11) Какие кристаллические решетки имеют данные вещества, у кого из них, самая  высокая температура плавления: СН4, SiO2, Sn, КF 12) Определите тип химической связи в бромиде калия. 13) Какая связь возникает между атомами химических элементов с по- рядковыми номерами 8 и 16? 14)  Из приведенных ниже веществ атомную кристалличекую решетку имеет:  Магний, сера, нафталин, алмаз 15) Для веществ с металлической кристаллической решеткой нехарак- терным свойством является:  Электропроводность, теплопроводность, хрупкость,  пластичность.