Конспект лекций по химии на тему "Ионная химическая связь"

Лекция 5. Ионная химическая связь. 1.Ионная связь, как связь между катионами и анионами за счет электростатического  притяжения. 2.Ионные кристаллические решетки. Свойства веществ с ионным типом  кристаллической решетки. 1. Ионная связь, как связь между катионами и анионами за счет  электростатического притяжения. Химическая связь ­ сила, связывающая атомы в молекулы или другие частицы. Химическая связь ­  совокупность электростатических сил притяжения, связывающих атомы друг с другом в химическом соединении.  Большим шагом в развитии представлений о строении молекул явилась Теория  Химического строения, выдвинутая  в 1861г.  рус.химиком А.М.Бутлеровым. Положения теории: 1.Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности.  Изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества с  новыми свойствами. 2.Соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью. 3.Свойства веществ зависят  не только от их состава, но и от их «химического  строения», т.е. от порядка соединения атомов в молекулах и характера  их взаимного  влияния сильно влияют друг на друга атомы, непосредственно связанные между  собой. Согласно теории Бутлерова свойства веществ  определяются не только их качественным и количественным составом, но и внутренней  структурой молекул, определенным порядком соединения между собой атомов, образующих  молекулу. Эту  структуру Бутлеров назвал «химическим строением». Из   теории   Бутлерова     следует   изображать     строение   молекул   в   виде   структурных   формул,   в которых   указана   последовательность     соединения   атомов   друг   с   другом,   каждая   черточка соединяющая атомы, обозначает единицу валентности. H­Cl H­O­ Cl хлорово дород хлорнова тистая кислота хлорноватая кислота ортофосфорн ая кислота фосфористая кислота фосфорноват ис тая ксилота Причины образования химической связи: • Понижение внутренней энергии • Образование устойчивой системы Атомы Атомы Завершённый  Завершённый  энергетический уровень энергетический уровень Незавершённый  Инертные газы Незавершённый  Инертные газы энергетический уровень энергетический уровень Остальные элементы Остальные элементы Ионная связь­­связь, образующаяся между ионами противоположного знака в  результате  электростатического притяжения. Ионы ­ это частицы, в которые превращаются атомы, отдавая или принимая  электроны.   А→ +В­ Общая электронная пара полностью переходит к более электроотрицательному атому.       А+В  Анион – отрицательный ион (принимает электроны). Катион – положительный ион  (отдает электроны). В ионной связи участвуют и отдельные атомы, и различные их  соединения. Все участники такой связи имеют электрический заряд и удерживаются в  соединении благодаря электростатическим силам. Различают ионы простые, такие как  Na+, K+, которые относятся к катионам; F­, Cl­ ­ относящиеся к анионам. Также бывают  ионы сложные, состоящие из двух и более атомов. Примеры ионной химической связи на  базе сложных ионов ­ анионы OH­, NO3­, катион NH4+. Простые ионы с положительным  зарядом образуются из атомов с низким ионизационным потенциалом – обычно это  металлы главных подгрупп I­II группы. Простые ионы, имеющие отрицательный заряд, в  большинстве случаев являются типичными неметаллами.  Электроотрицательность (ЭО) Электроотрицательность (ЭО)­ это способность атома смещать к себе общую  электронную пару ОЭО Li = 1 Ионная связь образуется между типичными Ме и НеМ Δ ОЭО элементов ≥ 1,7 2.Ионные кристаллические решетки. Свойства веществ с ионным типом  кристаллической решетки. Ионные соединения (на пример NaOH, NaCl, KOH) 1. Бинарные соединения типичных металлов и неметаллов; 2. Соли кислородсодержащих кислот; 3. Щёлочи; 4.Соли аммония NH4Cl, (NH4)2SO4  др.; 5. Соли аминов [СН3NH3]+Cl­ и др. Свойства ионной связи  Так как ионная связь имеет электростатический характер, то любой простой ион (точечный заряд!)   притягивает   противоположно   заряженные   ионы   по   всем   направлениям   с одинаковой   силой.   Эта   особенность   ионной   связи   называется ненаправленностью. Из свойств   электрических   зарядов   следует   и   вторая   особенность   ионной   связи – ненасыщаемость.   Смысл   ненасыщаемости   ионной   связи   в   том,   что   каждый   ион   с одинаковой силой притягивает один, два, три, четыре и так далее ионов противоположного знака   (если,   конечно,  они  находятся  на  одинаковом   от  него  расстоянии).  Число  таких ионов зависит только от их размера. • Ненасыщенность (число ионов, связанных ею, не ограничено) • Ненаправленность (направление присоединения ионов любое) Кристаллические  тела – характеризуются пространственной периодичностью в  расположении равновесных положений атомов или молекул, при чем эта периодичность  выполняется как для малых, так и на больших расстояниях. В кристаллических телах  реализуется как дальний, так и ближний порядок. Ионной кристаллической решёткой называется решётка, в узлах которой  расположены ионы, соединённые между собой ионной связью.  Свойства ионных соединений  Твердые  Нелетучие  Высокие температуры плавления и кипения  Хрупкие (легко разрушаются при деформации или растворении в воде)  Их растворы и расплавы – электролиты (проводят электрический ток) Примеры: Каменная соль (NaCl), кальцит (CaCO3), гидроксид натрия (NaOH), медный купорос  (CuSO4). Контрольные вопросы: 1.Сформулируйте понятие «химическая связь», «ионная свзяь». 2.Анион­…? Катион­…? 3. Назовите ионные соединения. 4.Назовите свойства ионной связи.