قائمة تفاعلية. ابدأ بكتابة الكلمة التي تبحث عنها.

اتصال

التواصل، -و، حول التواصل، فيما يتعلق وفيما يتعلق، ث.

1. (حق). علاقة الاعتماد المتبادل والمشروطية والقواسم المشتركة بين شيء ما. ج- النظرية والتطبيق. السببية ص.

2. (حق). التواصل الوثيق بين شخص ما أو شيء ما. قرية ودية تعزيز العلاقات الدولية.

3. (في اتصال وفي اتصال). علاقه حبالمعاشرة. ليوبوفنايا س. أن تكون على اتصال مع شخص ما.

4. رر. ح. التعارف الوثيق مع شخص ما، وتقديم الدعم والرعاية والمنفعة. لديك اتصالات في الدوائر المؤثرة. اتصالات عظيمة.

5. (حق). التواصل مع شخص ما، وكذلك الوسائل التي تجعل من الممكن التواصل، التواصل. قرية كوسميتشسكايا الأرواح.(عبر جهات الاتصال). قرية الهواء الهاتف بين المدن.

6. (حق). صناعة اقتصاد وطنيفيما يتعلق بوسائل الاتصال هذه (البريد، التلغراف، الهاتف، الراديو)، وكذلك مجمل هذه الوسائل المتركزة في المؤسسات ذات الصلة. خدمة الاتصالات. عمال الاتصالات.

7. (فيما يتعلق)، عادة الجمع. ح- جزء من هيكل المبنى يربط بين عناصره الرئيسية (خاص).

بسبب كيف، حرف الجر مع التلفزيون. ن. نتيجة لشيء ما، بسبب شيء ما، مشروط بشيء ما. متأخرا بسبب الانزلاق.

بسبب، الاتحاد لسبب ذلك، على أساس حقيقة ذلك. لقد استفسرت لأن هناك حاجة إلى معلومات دقيقة.

اتصالما هذا اتصال، معنى كلمة اتصال، مرادفات ل اتصالأصل (أصل الكلمة) اتصال, اتصالالإجهاد، أشكال الكلمة في القواميس الأخرى

+ اتصال- ت.ف. افريموفا قاموس جديداللغة الروسية. تفسيرية وتكوينية للكلمات

التواصل هو

اتصال

و.

أ) العلاقات المتبادلة بين شخص أو شيء ما.

ب) المجتمع والتفاهم المتبادل، الوحدة الداخلية.

أ) التواصل مع شخص ما.

ب) علاقات الحب والمعاشرة.

3) العلاقات بين شخص ما والتي تخلق الاعتماد المتبادل والمشروطية.

4) الاتساق والتماسك والانسجام (في الأفكار والعرض وما إلى ذلك).

5) القدرة على التواصل مع شخص ما أو شيء ما. على المسافة.

6) الوسائل التي يتم من خلالها الاتصال عن بعد.

7) مجموعة من المؤسسات التي توفر وسائل الاتصال عن بعد (التلغراف، البريد، الهاتف، الراديو).

أ) اتصال، تثبيت شيء ما.

ب) التماسك، التجاذب المتبادل (الجزيئات، الذرات، الإلكترونات، الخ).

+ اتصال- حديث قاموسإد. "كبير الموسوعة السوفيتية»

التواصل هو

اتصال

1) إرسال واستقبال المعلومات باستخدام الوسائل التقنية المختلفة. وفقا لطبيعة وسائل الاتصال المستخدمة، فهي تنقسم إلى بريدية (انظر البريد) وكهربائية (انظر الاتصالات السلكية واللاسلكية). 2) فرع الاقتصاد الوطني الذي يضمن إرسال واستقبال البريد والهاتف والتلغراف والراديو وغيرها من الرسائل. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في عام 1986 كان هناك 92 ألف مؤسسة اتصالات. تم إرسال 8.5 مليار رسالة، و50.3 مليار صحيفة ومجلة، و248 مليون طرد، و449 مليون برقية؛ وبلغ عدد أجهزة الهاتف على شبكة الهاتف العامة 33.0 مليون جهاز. الستينيات في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، يتم تقديم شبكة الاتصالات الآلية الموحدة (EASC). 3) يتم توفير الاتصالات العسكرية من قبل فيلق الإشارة --- في الفلسفة - الترابط بين وجود الظواهر المنفصلة في المكان والزمان. يتم تصنيف الاتصالات حسب الأشياء المعرفية، وفقا لأشكال الحتمية (لا لبس فيها، الاحتمالية والارتباطية)، وفقا لقوتها (الصلبة والجسيمية)، وفقا لطبيعة النتيجة التي يعطيها الاتصال (اتصال التوليد، اتصال التحول)، وفقا لاتجاه العمل (المباشر والعكسي)، حسب نوع العمليات التي تحددها هذا الاتصال(الاتصال الوظيفي، الاتصال التطويري، الاتصال التحكمي)، حسب المحتوى الذي هو موضوع الاتصال (الاتصال الذي يضمن نقل المادة أو الطاقة أو المعلومات).

+ اتصال- صغير القاموس الأكاديمياللغة الروسية

التواصل هو

اتصال

و، جملةحول التواصل، في اتصال وفي اتصال، و.

العلاقة المتبادلة بين شخص ما أو شيء ما.

الربط بين الصناعة و زراعة. العلاقة بين العلم والإنتاج. اتصالات تجارية. الروابط الاقتصادية بين المناطق. الروابط العائلية.

الاعتماد المتبادل والمشروطية.

السببية.

نريد فقط أن نقول إن جميع العلوم مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض وأن الاكتساب الدائم لعلم واحد لا ينبغي أن يظل غير مثمر للآخرين.تشيرنيشفسكي، ملاحظات نحوية. في. كلاسوفسكي.

العلاقة بين عمل بيتروف فودكين وتقاليد الرسم الروسي القديم واضحة.

ل. موشالوف، تفرد الموهبة.

التماسك، الانسجام، الاتساق (في ربط الأفكار، في العرض، في الكلام).

كانت الأفكار مشوشة في رأسه، ولم يكن للكلمات أي صلة.بوشكين، دوبروفسكي.

ليس هناك ما يكفي من الاتساق في أفكاري، وعندما أضعها على الورق، يبدو لي دائمًا أنني فقدت الإحساس بالارتباط العضوي بينها.تشيخوف، قصة مملة.

القرب مع شخص ما، الوحدة الداخلية.

نما بينهما هذا الارتباط غير المرئي، والذي لم يتم التعبير عنه بالكلمات، بل فقط بالشعور.مامين سيبيرياك، ملايين بريفالوفسكي.

عندما يشعر الكاتب بعمق بارتباط الدم بالناس، فإن ذلك يمنحه الجمال والقوة.م. غوركي، رسالة إلى د.ن. مامين سيبيرياك، 18 أكتوبر. 1912.

التواصل (الودي أو التجاري)، والعلاقات مع شخص ما أو شيء ما.

ابق على اتصال مع شخص ما. إجراء اتصالات في العالم الأدبي.

(إيفان إيفانوفيتش وإيفان نيكيفوروفيتش) قطعا كل العلاقات، بينما كانا يُعرفان سابقًا بأنهما صديقان لا ينفصلان!غوغول، قصة كيف تشاجر إيفان إيفانوفيتش مع إيفان نيكيفوروفيتش.

تم إنشاء اتصالات دروزدوف بإحدى المنظمات الثورية وتم الاعتقال.م. غوركي، قصة عن البطل.

علاقه حب؛ المعاشرة.

(ماتفي) دخل في علاقة مع امرأة برجوازية وأنجب منها طفلاً.تشيخوف، القتل.

(صوفيا:) بأي حق تتحدثين عن خيانتي؟.. كانت لك عشرات العلاقات.م. غوركي، الأخير.

|| رر. ح.(اتصالات، -EY).

التعرف الوثيق على الأشخاص المؤثرين الذين يمكنهم تقديم الدعم والرعاية.

قرر Good B. العثور على منزل لزوج والدته. لقد كان لديه بالفعل اتصالات عظيمةوبدأ على الفور في سؤال رفيقه المسكين والتوصية به.دوستويفسكي، نيتوتشكا نيزفانوفا.

بفضل اتصالات والدي المهندس الراحل، تم تسجيلي في مدرسة ميخائيلوفسكي.بيرتسوف، من السيرة الذاتية.

التواصل والتواصل مع شخص ما أو شيء ما. باستخدام وسائل مختلفة.

في المقصورة، باستخدام أنبوب التحدث، يمكن للقائد التواصل مع الجسر، وعبر الهاتف مع أي قسم من أقسام السفينة.نوفيكوف-بريبوي، كابتن الرتبة الأولى.

كان موروزكا من بين سلاح الفرسان المكلف بالتواصل مع الفصائل أثناء المعركة.فاديف، هزيمة.

الآن لم يتبق سوى طريقة واحدة للاتصال - عبر نهر الفولغا.سيمونوف، أيام وليالي.

|| أولئك.

إرسال واستقبال المعلومات باستخدام وسائل خاصة.

5. عادة مع تعريف.

الوسائل التي يتم من خلالها الاتصال ونقل المعلومات.

الاتصالات الهاتفية الراديوية. الاتصالات التلغراف. اتصالات المرسل.

رجال الإشارة في الليل فوج المدفعيةتمكنت من إنشاء اتصال هاتفي بالدبابة. V. كوزيفنيكوف، سبعة أيام.

مجموعة المؤسسات التي تخدم الوسائل التقنيةالاتصالات عن بعد (التلغراف والبريد والهاتف والراديو).

عمال الاتصالات.

|| جيش

خدمة تتيح التواصل بين الوحدات العسكرية(باستخدام الهاتف والراديو والمراسلة وما إلى ذلك).

أصبح أرخيب خرومكوف رئيسًا للاستخبارات والاتصالات.ماركوف، ستروجوف.

وصل ضابط اتصال من مقر الجيش ومعه طرد عاجل.بوبوفكين، عائلة روبانيوك.

اتصال، تثبيت شيء ما.

ربط الحجارة والطوب بالطين.

في كاتدرائية الثالوث، يدخل الحديد في بناء المبنى لربط الزوايا.بيليافسكي، أعمال ف.ب.ستاسوف في لينينغراد.

التماسك، التجاذب المتبادل (الجزيئات، الذرات، الإلكترونات، الخ).

ارتباط الإلكترونات بالنواة.

جهاز يربط أو يربط أجزاء من شيء ما. المباني أو الهياكل. المشبك.

لقد كانت ورشة زخرفية ضخمة - قبة متشابكة في الأعلى مع العوارض الخشبية والأقواس.تولستوي، إيجور أبوزوف، المنطق، التماسك، الاستمرارية، قابلية الطي، التسلسل، الانسجام، التفاعل، الاتصال، التعبير، التسلسل، التماسك، الاتصال، وسائل الاتصال، الجماع، الاتصال، الاتصال، الارتباط، العلاقة، العلاقة، الاعتماد، الارتباط، العلاقات، الرومانسية، رابط الاتصال، الاتحاد، السببية، العلاقات العامة، تومبا، العلاقات الحميمة، مؤامرة، ارتباط، دوبلكس، الحبل السري، الجماع، الترابط، الدين، المعاشرة، المظلة، ربط الخيط، الاستمرارية، الالتصاق، الترابط، الارتباط، المشروطية، الاتصال، القرابة، المعجون، السندات، كيوبيد، علاقة غرامية، المشبك، السياق، الحب ، موضوع، بريد، رسالة، رباعي. نملة. التجزئة

الرابطة الكيميائية

تنقسم جميع التفاعلات التي تؤدي إلى اتحاد الجزيئات الكيميائية (الذرات والجزيئات والأيونات وما إلى ذلك) إلى مواد إلى روابط كيميائية وروابط بين الجزيئات (تفاعلات بين الجزيئات).

الروابط الكيميائية- الروابط المباشرة بين الذرات . هناك روابط أيونية وتساهمية ومعدنية.

الروابط بين الجزيئات- الروابط بين الجزيئات. هذه هي روابط هيدروجينية، روابط أيونية ثنائية القطب (بسبب تكوين هذه الرابطة، على سبيل المثال، يحدث تكوين غلاف مائي من الأيونات)، ثنائي القطب ثنائي القطب (بسبب تكوين هذه الرابطة، يتم دمج جزيئات المواد القطبية ، على سبيل المثال، في الأسيتون السائل)، الخ.

الرابطة الأيونية- رابطة كيميائية تتكون نتيجة التجاذب الكهروستاتيكي للأيونات ذات الشحنات المتعاكسة. في المركبات الثنائية (مركبات من عنصرين)، تتشكل عندما تكون أحجام الذرات المرتبطة مختلفة تمامًا عن بعضها البعض: بعض الذرات كبيرة، والبعض الآخر صغير - أي أن بعض الذرات تتخلى بسهولة عن الإلكترونات، بينما تميل ذرات أخرى إلى قبولها (عادةً ما تكون ذرات العناصر التي تشكل معادن نموذجية وذرات العناصر التي تشكل اللافلزات النموذجية) ؛ كما أن السالبية الكهربية لهذه الذرات مختلفة تمامًا.
الرابطة الأيونية غير اتجاهية وغير قابلة للتشبع.

الرابطة التساهمية- رابطة كيميائية تنشأ نتيجة لتكوين زوج مشترك من الإلكترونات. تتشكل رابطة تساهمية بين ذرات صغيرة لها نفس نصف القطر أو ما شابه. المتطلبات المسبقة- وجود إلكترونات مفردة في كل من الذرتين المرتبطتين (آلية التبادل) أو زوج وحيد في إحدى الذرات ومدار حر في الأخرى (آلية المانح والمستقبل):

أ)	ح · + · ح ح: ح	ح ح	ح 2	(زوج واحد مشترك من الإلكترونات؛ H أحادي التكافؤ)؛
ب)		ن	ن 2	(ثلاثة أزواج مشتركة من الإلكترونات؛ N ثلاثي التكافؤ)؛
الخامس)		إتش إف	التردد العالي	(زوج واحد مشترك من الإلكترونات؛ H وF أحادي التكافؤ)؛
ز)			NH4+	(أربعة أزواج مشتركة من الإلكترونات؛ N رباعي التكافؤ)

بناءً على عدد أزواج الإلكترونات المشتركة، يتم تقسيم الروابط التساهمية إلى:
• بسيط (مفرد)- زوج واحد من الإلكترونات،
• مزدوج- زوجان من الإلكترونات،
• ثلاث مرات- ثلاثة أزواج من الإلكترونات.

تسمى الروابط المزدوجة والثلاثية بالروابط المتعددة.

بالتوزيع كثافة الإلكتروناتبين الذرات المرتبطة، تنقسم الرابطة التساهمية إلى الغير قطبيو القطبية. تتشكل رابطة غير قطبية بين ذرات متطابقة، ورابطة قطبية - بين ذرات مختلفة.

كهرسلبية- مقياس لقدرة الذرة في المادة على جذب أزواج الإلكترونات المشتركة.
يتم تحويل أزواج الإلكترون من الروابط القطبية نحو المزيد من العناصر الكهربية. يُطلق على إزاحة أزواج الإلكترون نفسها اسم استقطاب الرابطة. يتم تحديد الشحنات الجزئية (الزائدة) المتكونة أثناء الاستقطاب بـ + و -، على سبيل المثال: .

بناءً على طبيعة تداخل السحب الإلكترونية ("المدارات")، يتم تقسيم الرابطة التساهمية إلى رابطة ورابطة.
- تتشكل الرابطة نتيجة التداخل المباشر للسحب الإلكترونية (على طول الخط المستقيم الذي يربط النوى الذرية)، - تتشكل الرابطة نتيجة التداخل الجانبي (على جانبي المستوى الذي تقع فيه النوى الذرية).

الرابطة التساهمية تكون اتجاهية وقابلة للتشبع، وكذلك قابلة للاستقطاب.
لشرح والتنبؤ بالاتجاه المتبادل لل سندات التكافؤاستخدام نموذج التهجين.

تهجين المدارات الذريةوالسحب الإلكترونية- المحاذاة المفترضة للمدارات الذرية في الطاقة، وشكل السحب الإلكترونية عندما تشكل الذرة روابط تساهمية.
الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا للتهجين هي: sp-, sp 2 و sp 3- التهجين. على سبيل المثال:
sp- التهجين - في الجزيئات C 2 H 2، BeH 2، CO 2 (البنية الخطية)؛
sp 2- التهجين - في الجزيئات C 2 H 4، C 6 H 6، BF 3 (شكل مثلث مسطح)؛
sp 3-التهجين - في جزيئات CCl 4، SiH 4، CH 4 (شكل رباعي السطوح)؛ NH 3 (الشكل الهرمي)؛ H 2 O (الشكل الزاوي).

اتصال معدني- رابطة كيميائية تتكون من مشاركة إلكترونات التكافؤ لجميع الذرات المرتبطة ببلورة معدنية. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل سحابة إلكترونية واحدة من البلورة، والتي تتحرك بسهولة تحت تأثير الجهد الكهربائي- ومن هنا الموصلية الكهربائية العالية للمعادن.
تتشكل الرابطة المعدنية عندما تكون الذرات المرتبطة كبيرة الحجم وبالتالي تميل إلى التخلي عن الإلكترونات. المواد البسيطة ذات الروابط المعدنية هي المعادن (Na، Ba، Al، Cu، Au، إلخ)، والمواد المعقدة هي مركبات بين المعادن (AlCr 2، Ca 2 Cu، Cu 5 Zn 8، إلخ).
الرابطة المعدنية ليس لها اتجاهية أو تشبع. ويتم حفظه أيضًا في مصهورات المعادن.

رابطة الهيدروجين - الرابطة بين الجزيئات، تتشكل بسبب القبول الجزئي لزوج من الإلكترونات من ذرة عالية السالبية الكهربية بواسطة ذرة هيدروجين ذات شحنة جزئية موجبة كبيرة. ويتكون في الحالات التي يحتوي فيها جزيء واحد على ذرة ذات زوج وحيد من الإلكترونات ذات سالبية كهربية عالية (F، O، N)، والآخر يحتوي على ذرة هيدروجين مرتبطة برابطة قطبية عالية بإحدى هذه الذرات. أمثلة على الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات:

ح—O—H OH 2 , H—O—H NH 3 , H—O—H F—H, H—F H—F.

توجد روابط هيدروجينية داخل الجزيئات في جزيئات البولي ببتيد، احماض نووية، البروتينات، الخ.

مقياس قوة أي رابطة هو طاقة الرابطة.
طاقة الاتصالات- الطاقة اللازمة لكسر رابطة كيميائية معينة في 1 مول من المادة. وحدة القياس هي 1 كيلوجول/مول.

طاقات الروابط الأيونية والتساهمية هي من نفس الترتيب، الطاقة رابطة الهيدروجين- أمر من حيث الحجم أقل.

تعتمد طاقة الرابطة التساهمية على حجم الذرات المرتبطة (طول الرابطة) وعلى تعدد الرابطة. كلما صغرت الذرات وزاد تعدد الروابط، زادت طاقتها.

تعتمد طاقة الرابطة الأيونية على حجم الأيونات وشحناتها. كلما صغرت الأيونات وزادت شحنتها، زادت طاقة الارتباط.

هيكل المادة

حسب نوع الهيكل يتم تقسيم جميع المواد إلى جزيئيو غير جزيئية. ضمن المواد العضويةتسود المواد الجزيئية بين المواد غير العضوية، والمواد غير الجزيئية هي السائدة.

بناءً على نوع الرابطة الكيميائية، تنقسم المواد إلى مواد ذات روابط تساهمية، ومواد ذات روابط أيونية (مواد أيونية)، ومواد ذات روابط معدنية (معادن).

المواد ذات الروابط التساهمية يمكن أن تكون جزيئية أو غير جزيئية. وهذا يؤثر بشكل كبير على خصائصها الفيزيائية.

تتكون المواد الجزيئية من جزيئات ترتبط ببعضها البعض بواسطة روابط بين جزيئية ضعيفة، ومن هذه الروابط: H 2، O 2، N 2، Cl 2، Br 2، S 8، P 4 وغيرها. مواد بسيطة; CO 2، SO 2، N 2 O 5، H 2 O، HCl، HF، NH 3، CH 4، C 2 H 5 OH، البوليمرات العضويةوالعديد من المواد الأخرى. هذه المواد لا تملك قوة عالية، لديهم درجات الحرارة المنخفضةذوبان وغليان، لا تنفذ كهرباءوبعضها قابل للذوبان في الماء أو المذيبات الأخرى.

المواد غير الجزيئية التي لها روابط تساهمية أو المواد الذرية(الماس، الجرافيت، Si، SiO 2، SiC وغيرها) تشكل بلورات قوية جدًا (الجرافيت متعدد الطبقات هو استثناء)، فهي غير قابلة للذوبان في الماء والمذيبات الأخرى، ولها نقاط انصهار وغليان عالية، ومعظمها لا يوصل التيار الكهربائي (باستثناء الجرافيت، الذي يتمتع بالتوصيل الكهربائي، وأشباه الموصلات - السيليكون، والجرمانيوم، وما إلى ذلك)

جميع المواد الأيونية هي بشكل طبيعي غير جزيئية. وهي مواد صلبة حرارية ومحاليل وذوبان منها موصلة للتيار الكهربائي. كثير منهم قابل للذوبان في الماء. تجدر الإشارة إلى أنه في المواد الأيونيةآه، بلوراتها تتكون من أيونات معقدة، وهناك أيضًا روابط تساهمية، على سبيل المثال: (Na +) 2 (SO 4 2-)، (K +) 3 (PO 4 3-)، (NH 4 +)( NO 3-) إلخ. ترتبط الذرات التي تشكل الأيونات المعقدة بروابط تساهمية.

المعادن (المواد ذات الروابط المعدنية)متنوعة جدا في خصائصها الفيزيائية. من بينها السائل (Hg) واللين جدًا (Na، K) والشديد جدًا المعادن الصلبة(ث، ملحوظة).

الخصائص الفيزيائية المميزة للمعادن هي الموصلية الكهربائية العالية (على عكس أشباه الموصلات، فإنها تتناقص مع زيادة درجة الحرارة)، والقدرة الحرارية العالية والليونة (للمعادن النقية).

في الحالة الصلبة، تتكون جميع المواد تقريبًا من بلورات. بناءً على نوع البنية ونوع الرابطة الكيميائية، تنقسم البلورات ("الشبكات البلورية") إلى الذري(البلورات ليست كذلك المواد الجزيئيةبرابطة تساهمية) أيوني(بلورات المواد الأيونية)، جزيئي(بلورات المواد الجزيئية ذات الروابط التساهمية) و معدن(بلورات المواد التي لها رابطة معدنية).

المهام والاختبارات حول موضوع "الموضوع 10. "الترابط الكيميائي. بنية المادة."

• أنواع الروابط الكيميائية - هيكل المادة الصف 8-9

  الدروس: 2 الواجبات: 9 الاختبارات: 1

• الواجبات: 9 الاختبارات: 1

بعد أن عملت من خلال هذا الموضوع، يجب أن تفهم المفاهيم التالية: الرابطة الكيميائية، الرابطة بين الجزيئات، الرابطة الأيونيةالرابطة التساهمية, اتصال معدنيرابطة الهيدروجين, اتصال بسيط, رابطة مزدوجةروابط ثلاثية، روابط متعددة، الرابطة غير القطبية، الرابطة القطبية، السالبية الكهربية، استقطاب الروابط، - و - الرابطة، تهجين المدارات الذرية، طاقة الرابطة.

يجب أن تعرف تصنيف المواد حسب نوع البنية، حسب نوع الرابطة الكيميائية، والاعتماد على خصائص بسيطة و مواد معقدةعلى نوع الرابطة الكيميائية ونوع "الشبكة البلورية".

يجب أن تكون قادرًا على: تحديد نوع الرابطة الكيميائية في المادة، ونوع التهجين، ورسم مخططات لتكوين الروابط، واستخدام مفهوم السالبية الكهربية، وعدد السالبية الكهربية؛ تعرف على كيفية تغير السالبية الكهربية العناصر الكيميائيةدورة واحدة ومجموعة واحدة لتحديد قطبية الرابطة التساهمية.

بعد التأكد من تعلم كل ما تحتاجه، انتقل إلى إكمال المهام. نتمنى لك النجاح.

اقتراحات للقراءة:

• O. S. Gabrielyan، G. G. Lysova. الكيمياء الصف الحادي عشر. م.، الحبارى، 2002.
• جي إي رودزيتيس، إف جي فيلدمان. الكيمياء الصف الحادي عشر. م. التربية، 2001.

السالبية الكهربية هي قدرة الذرات على إزاحة الإلكترونات في اتجاهها عند تكوين رابطة كيميائية. تم تقديم هذا المفهوم من قبل الكيميائي الأمريكي L. Pauling (1932). السالبية الكهربية تميز قدرة الذرة من هذا العنصرجذب زوج الإلكترون المشترك في الجزيء. تم تحديد قيم السالبية الكهربية طرق مختلفة، تختلف عن بعضها البعض. في الممارسة التعليميةفي أغلب الأحيان لا يستخدمون المطلقة، ولكن القيم النسبيةكهرسلبية. والأكثر شيوعًا هو المقياس الذي تتم فيه مقارنة السالبية الكهربية لجميع العناصر مع السالبية الكهربية للليثيوم، والتي يتم أخذها كعنصر واحد.

من بين عناصر المجموعات IA - VIIA:

تزداد السالبية الكهربية، كقاعدة عامة، في فترات ("من اليسار إلى اليمين") مع زيادة العدد الذري، وتنخفض في المجموعات ("من الأعلى إلى الأسفل").

تعد أنماط التغيرات في السالبية الكهربية بين عناصر الكتلة d أكثر تعقيدًا.

العناصر ذات السالبية الكهربية العالية، والتي تمتلك ذراتها ألفة عالية للإلكترونات و طاقة عاليةالتأين، أي عرضة لإضافة إلكترون أو إزاحة زوج من الإلكترونات الرابطة في اتجاهه، يسمى غير المعادن.

وتشمل هذه: الهيدروجين والكربون والنيتروجين والفوسفور والأكسجين والكبريت والسيلينيوم والفلور والكلور والبروم واليود. وفقًا لعدد من الخصائص، يتم تصنيفها أيضًا على أنها غير معدنية. المجموعة الدائمةالغازات النبيلة (الهيليوم والرادون).

معظم العناصر معادن الجدول الدوري.

تتميز المعادن بانخفاض السالبية الكهربية، أي انخفاض طاقة التأين والألفة الإلكترونية. تتبرع الذرات المعدنية بالإلكترونات إلى الذرات اللافلزية أو تخلط أزواجًا من الإلكترونات الرابطة من نفسها. تتمتع المعادن بلمعان مميز وموصلية كهربائية عالية وموصلية حرارية جيدة. فهي في الغالب متينة ومرنة.

يتم تفسير هذه المجموعة من الخصائص الفيزيائية التي تميز المعادن عن غير المعادن من خلال نوع خاص من الروابط الموجودة في المعادن. تحتوي جميع المعادن على شبكة بلورية محددة بوضوح. جنبا إلى جنب مع الذرات، تحتوي عقدها على كاتيونات معدنية، أي. الذرات التي فقدت إلكتروناتها. تشكل هذه الإلكترونات سحابة إلكترونية اجتماعية، تسمى غاز الإلكترون. توجد هذه الإلكترونات في مجال القوة للعديد من النوى. تسمى هذه الرابطة معدنية. تحدد الهجرة الحرة للإلكترونات عبر حجم البلورة الخصائص الفيزيائية الخاصة للمعادن.

تشمل المعادن جميع عناصر d و f. إذا قمت من الجدول الدوري باختيار كتل من عناصر s وp فقط، أي عناصر المجموعة A ورسمت قطريًا من اليسار الزاوية العليافي الزاوية اليمنى السفلى، اتضح أن العناصر غير المعدنية موجودة الجانب الأيمنمن هذا القطر والمعدن - على اليسار. بجوار القطر توجد عناصر لا يمكن تصنيفها بشكل لا لبس فيه على أنها معادن أو غير معدنية. وتشمل هذه العناصر الوسيطة: البورون والسيليكون والجرمانيوم والزرنيخ والأنتيمون والسيلينيوم والبولونيوم والأستاتين.

لعبت مفاهيم الروابط التساهمية والأيونية دور مهمفي تطوير الأفكار حول بنية المادة، ولكن خلق جديد الطرق الفيزيائية والكيميائيةبحث هيكل غرامةلقد أظهرت المواد واستخدامها أن ظاهرة الروابط الكيميائية أكثر تعقيدًا. يُعتقد حاليًا أن أي رابطة ذرية غير متجانسة تكون تساهمية وأيونية، ولكن بنسب مختلفة. وهكذا، تم تقديم مفهوم المكونات التساهمية والأيونية للرابطة غير المتجانسة. كيف المزيد من الفرقفي السالبية الكهربية للذرات الرابطة، كلما زادت قطبية الرابطة. عندما يكون الفرق أكثر من وحدتين، يكون المكون الأيوني هو الغالب دائمًا تقريبًا. دعونا نقارن بين أكاسيد: أكسيد الصوديوم Na 2 O وأكسيد الكلور (VII) Cl 2 O 7. في أكسيد الصوديوم، تكون الشحنة الجزئية لذرة الأكسجين -0.81، وفي أكسيد الكلور -0.02. وهذا يعني فعليًا أن رابطة Na-O مكونة من 81% أيونية و19% تساهمية. المكون الأيوني لرابطة Cl-O هو 2٪ فقط.

قائمة الأدب المستخدم

1. بوبكوف ف.أ.، بوزاكوف س. كيمياء عامة: كتاب مدرسي. - م: GEOTAR-Media، 2010. - 976 ص: ISBN 978-5-9704-1570-2. [مع. 35-37]
2. فولكوف، أي. آي.، زارسكي، آي. إم.كبير كتاب مرجعي كيميائي/ أ. فولكوف، آي إم. زارسكي. - من .: المدرسة الحديثة، 2005. - 608 مع رقم ISBN 985-6751-04-7.

محاضرة للمعلمين

يمكن تعريف الرابطة الكيميائية (المشار إليها فيما بعد بالرابطة) على أنها تفاعل ذرتين أو أكثر، ونتيجة لذلك يتم تشكيل نظام مجهري متعدد الذرات مستقر كيميائيًا (جزيء، بلوري، معقد، وما إلى ذلك).

يحتل مبدأ الترابط مكانة مركزية في الكيمياء الحديثة، حيث أن الكيمياء في حد ذاتها تبدأ حيث تنتهي الذرة المعزولة ويبدأ الجزيء. في جوهرها، يتم تحديد جميع خصائص المواد من خلال خصائص الروابط فيها. والفرق الرئيسي بين الرابطة الكيميائية والأنواع الأخرى من التفاعلات بين الذرات هو أن تكوينها يتحدد بالتغير في حالة الإلكترونات في الجزيء مقارنة بالذرات الأصلية.

يجب أن توفر نظرية الاتصال إجابات لعدد من الأسئلة. لماذا تتشكل الجزيئات؟ لماذا تتفاعل بعض الذرات بينما لا تتفاعل أخرى؟ لماذا تتجمع الذرات بنسب معينة؟ لماذا يتم ترتيب الذرات بطريقة معينة في الفضاء؟ وأخيرًا، من الضروري حساب طاقة الرابطة وطولها وخصائصها الكمية الأخرى. ينبغي اعتبار توافق المفاهيم النظرية مع البيانات التجريبية معيارًا لحقيقة النظرية.

هناك طريقتان رئيسيتان لوصف التواصل تسمح لك بالإجابة على الأسئلة المطروحة. هذه هي طرق روابط التكافؤ (BC) والمدارات الجزيئية (MO). الأول هو أكثر بصرية وبسيطة. والثاني أكثر صرامة وعالمية. ونظرًا لمزيد من الوضوح، سيكون التركيز هنا على طريقة BC.

تسمح لنا ميكانيكا الكم بوصف الاتصال بناءً على القوانين الأكثر عمومية. على الرغم من وجود خمسة أنواع من الروابط (التساهمية، والأيونية، والمعدنية، والهيدروجينية، وروابط التفاعل بين الجزيئات)، إلا أن الرابطة موحدة بطبيعتها، كما أن الاختلافات بين أنواعها نسبية. جوهر التواصل هو في تفاعل كولوم، في وحدة الأضداد - الجذب والتنافر. إن تقسيم الاتصال إلى أنواع والاختلاف في طرق وصفه لا يشير إلى تنوع الاتصال، بل إلى قلة المعرفة به في المرحلة الحالية من تطور العلم.

ستغطي هذه المحاضرة موضوعات مثل طاقة الروابط الكيميائية، النموذج الميكانيكي الكمي للروابط التساهمية، آليات التبادل والمتلقي والمانح لتكوين الروابط التساهمية، الإثارة الذرية، تعدد الروابط، تهجين المدارات الذرية، السالبية الكهربية للعناصر وقطبية الروابط التساهمية، المفهوم. الطريقة المدارية الجزيئية، والترابط الكيميائي في البلورات.

طاقة الروابط الكيميائية

وفقا لمبدأ الطاقة الأقل، الطاقة الداخليةمن الجزيء مقارنة بمجموع الطاقات الداخلية للذرات التي تشكله يجب أن تنخفض. تشمل الطاقة الداخلية للجزيء مجموع طاقات تفاعل كل إلكترون مع كل نواة، وكل إلكترون مع كل إلكترون آخر، وكل نواة مع كل نواة أخرى. يجب أن يسود الجذب على النفور.

أهم ما يميز الرابطة هو الطاقة التي تحدد قوتها. يمكن أن يكون مقياس قوة الرابطة هو مقدار الطاقة المستهلكة في كسرها (طاقة تفكك الرابطة) والقيمة التي، عند جمعها على جميع الروابط، تعطي طاقة تكوين جزيء من الذرات الأولية. طاقة كسر الرابطة تكون إيجابية دائمًا. طاقة تكوين الرابطة هي نفسها في الحجم، ولكن لها إشارة سلبية.

بالنسبة للجزيء ثنائي الذرة، تكون طاقة الارتباط مساوية عدديًا لطاقة تفكك الجزيء إلى ذرات وطاقة تكوين الجزيء من الذرات. على سبيل المثال، طاقة الربط في جزيء HBr تساوي كمية الطاقة المنطلقة في العملية H + Br = HBr. من الواضح أن طاقة الربط لـ HBr أكبر من كمية الطاقة المنطلقة أثناء تكوين HBr من الغازات الهيدروجين الجزيئيوالبروم السائل:

1/2H2 (جم) + 1/2Br2 (لتر) = HBr (جم)،

على قيمة الطاقة لتبخر 1/2 مول Br 2 وعلى قيمة الطاقة لتحلل 1/2 مول H 2 و1/2 مول Br 2 إلى ذرات حرة.

نموذج ميكانيكا الكم للرابطة التساهمية باستخدام طريقة رابطة التكافؤ باستخدام مثال جزيء الهيدروجين

في عام 1927، تم حل معادلة شرودنغر لجزيء الهيدروجين من قبل الفيزيائيين الألمان دبليو هيتلر وإف لندن. وكانت هذه أول محاولة ناجحة لتطبيق ميكانيكا الكم لحل مشاكل الاتصال. لقد وضع عملهم الأسس لطريقة روابط التكافؤ، أو مخططات التكافؤ (VS).

يمكن عرض نتائج الحساب بيانيا في شكل اعتماد قوى التفاعل بين الذرات (الشكل 1، أ) وطاقة النظام (الشكل 1، ب) على المسافة بين نوى ذرات الهيدروجين. سنضع نواة إحدى ذرات الهيدروجين عند أصل الإحداثيات، ونقرب نواة الثانية من نواة ذرة الهيدروجين الأولى على طول محور الإحداثيات. إذا كان دوران الإلكترون غير متوازي، فإن قوى التجاذب (انظر الشكل 1، أ، المنحنى I) والقوى التنافرية (المنحنى II) ستزداد. يتم تمثيل نتيجة هذه القوى بالمنحنى III. في البداية، تسود قوى الجذب، ثم قوى التنافر. عندما تصبح المسافة بين النوى تساوي r 0 = 0.074 نانومتر، تتم موازنة قوة التجاذب مع القوة التنافرية. يتوافق توازن القوى مع الحد الأدنى من طاقة النظام (انظر الشكل 1، ب، المنحنى IV)، وبالتالي الحالة الأكثر استقرارًا. يمثل عمق "البئر المحتملة" طاقة الرابطة E 0 H – H في جزيء H 2 عند الصفر المطلق. هو 458 كيلوجول / مول. ومع ذلك، في درجات الحرارة الحقيقية، يتطلب كسر الروابط طاقة أقل قليلًا E H–H، والتي عند 298 كلفن (25 درجة مئوية) تساوي 435 كيلوجول/مول. الفرق بين هذه الطاقات في جزيء H2 هو طاقة اهتزازات ذرات الهيدروجين (E Coll = E0 H–H – E H–H = 458 – 435 = 23 كيلوجول/مول).

أرز. 1. اعتماد قوى التفاعل بين الذرات (أ) وطاقة النظام (ب)
على المسافة بين نوى الذرات في جزيء H2

عندما تقترب ذرتان هيدروجين تحتويان على إلكترونات ذات دوران متوازي من بعضها البعض، فإن طاقة النظام تزداد باستمرار (انظر الشكل 1، ب، المنحنى V) ولا تتشكل رابطة.

وهكذا، قدمت الحسابات الميكانيكية الكمومية تفسيرا كميا للاتصال. إذا كان لزوج من الإلكترونات دوران معاكس، فإن الإلكترونات تتحرك في مجال النواتين. بين النوى تظهر منطقة بها كثافة عاليةسحابة الإلكترون - زائدة عن الحاجة شحنة سالبة، الذي يجذب النوى المشحونة إيجابيا. من الحساب الميكانيكي الكمي اتبع الأحكام التي تشكل أساس طريقة VS:

1. سبب الاتصال هو التفاعل الكهروستاتيكي بين النوى والإلكترونات.
2. تتكون الرابطة من زوج من الإلكترونات يدور بشكل عكسي.
3. تشبع السندات يرجع إلى تكوين أزواج الإلكترون.
4. تتناسب قوة الاتصال مع درجة تداخل السحب الإلكترونية.
5. يرجع اتجاه الاتصال إلى تداخل السحب الإلكترونية في المنطقة ذات الكثافة الإلكترونية القصوى.

آلية تبادل تكوين الرابطة التساهمية باستخدام طريقة BC. الاتجاهية وتشبع الروابط التساهمية

أحد أهم مفاهيم طريقة BC هو التكافؤ. يتم تحديد القيمة العددية للتكافؤ في طريقة BC من خلال عدد الروابط التساهمية التي تشكلها الذرة مع الذرات الأخرى.

تسمى الآلية التي يتم النظر فيها لجزيء H2 لتشكيل رابطة بواسطة زوج من الإلكترونات ذات الدوران المضاد المتوازي، والتي كانت تنتمي إلى ذرات مختلفة قبل تكوين الرابطة، بالتبادل. إذا تم أخذ آلية التبادل فقط في الاعتبار، فسيتم تحديد تكافؤ الذرة بعدد إلكتروناتها غير المتزاوجة.

بالنسبة للجزيئات الأكثر تعقيدًا من H2، تظل مبادئ الحساب دون تغيير. يحدث تكوين الرابطة نتيجة لتفاعل زوج من الإلكترونات مع دوران متعاكس، ولكن مع وظائف موجية لها نفس الإشارة، والتي يتم جمعها. والنتيجة هي زيادة كثافة الإلكترون في منطقة السحب الإلكترونية المتداخلة وتقلص النوى. دعونا نلقي نظرة على الأمثلة.

في جزيء الفلور، تتشكل الرابطة F2 بواسطة مدارات 2p من ذرات الفلور:

أعلى كثافة للسحابة الإلكترونية تقع بالقرب من المدار 2p في اتجاه محور التماثل. إذا كانت الإلكترونات غير المتزاوجة لذرات الفلور موجودة في مدارات 2p x، فإن الرابطة تحدث في اتجاه المحور x (الشكل 2). تحتوي المدارات 2p y و2p z على أزواج وحيدة من الإلكترونات التي لا تشارك في تكوين الروابط (مظللة في الشكل 2). في ما يلي لن نصور مثل هذه المدارات.

أرز. 2. تكوين جزيء F2

في جزيء فلوريد الهيدروجين HF، تتشكل الرابطة بواسطة المدار 1s لذرة الهيدروجين والمدار 2p x لذرة الفلور:

يتم تحديد اتجاه الرابطة في هذا الجزيء من خلال اتجاه المدار 2px لذرة الفلور (الشكل 3). يحدث التداخل في اتجاه محور التماثل x. أي خيار تداخل آخر يكون أقل تفضيلاً من حيث الطاقة.

أرز. 3. تكوين جزيء HF

تتميز أيضًا مدارات d و f الأكثر تعقيدًا باتجاهات كثافة الإلكترون القصوى على طول محاور التناظر الخاصة بها.

وبالتالي، فإن الاتجاهية هي إحدى الخصائص الرئيسية للرابطة التساهمية.

يتم توضيح اتجاه الرابطة جيدًا من خلال مثال جزيء كبريتيد الهيدروجين H 2 S:

نظرًا لأن محاور التماثل لمدارات التكافؤ 3p لذرة الكبريت متعامدة بشكل متبادل، فمن المتوقع أن يكون لجزيء H 2 S بنية زاوية بزاوية بين روابط S – H قدرها 90 درجة (الشكل 4). وبالفعل فإن الزاوية قريبة من الزاوية المحسوبة وتساوي 92 درجة.

أرز. 4. تكوين جزيء H2S

من الواضح أن عدد الروابط التساهمية لا يمكن أن يتجاوز عدد أزواج الإلكترونات التي تشكل الروابط. ومع ذلك، فإن التشبع كخاصية للرابطة التساهمية يعني أيضًا أنه إذا كانت الذرة تحتوي على عدد معين من الإلكترونات غير المتزاوجة، فيجب أن تشارك جميعها في تكوين الروابط التساهمية.

يتم تفسير هذه الخاصية بمبدأ الطاقة الأقل. ومع كل رابطة إضافية تتشكل، يتم إطلاق طاقة إضافية. ولذلك، فإن جميع احتمالات التكافؤ محققة بالكامل.

في الواقع، الجزيء المستقر هو H2S، وليس H2S، حيث توجد رابطة غير محققة (يتم تحديد الإلكترون غير المقترن بنقطة). تسمى الجسيمات التي تحتوي على إلكترونات غير متزاوجة بالجذور الحرة. فهي شديدة التفاعل وتتفاعل لتكوين مركبات تحتوي على روابط مشبعة.

إثارة الذرات

دعونا ننظر في احتمالات التكافؤ وفقا ل آلية التمثيل الغذائيبعض عناصر الفترتين الثانية والثالثة من الجدول الدوري.

تحتوي ذرة البريليوم عند المستوى الكمي الخارجي على إلكترونين مقترنين 2s. لا توجد إلكترونات غير متزاوجة، لذلك يجب أن يكون تكافؤ البريليوم صفرًا. ومع ذلك، في المركبات هو ثنائي التكافؤ. يمكن تفسير ذلك من خلال إثارة الذرة، والتي تتمثل في انتقال أحد إلكترونين 2s إلى المستوى الفرعي 2p:

في هذه الحالة، يتم استهلاك طاقة الإثارة E*، المقابلة للفرق بين طاقات المستويين الفرعيين 2p و2s.

عند إثارة ذرة البورون، يزداد تكافؤها من 1 إلى 3:

وذرة الكربون لديها من 2 إلى 4:

للوهلة الأولى، قد يبدو أن الإثارة تتعارض مع مبدأ الطاقة الأقل. ومع ذلك، نتيجة للإثارة، تنشأ اتصالات جديدة إضافية، بسبب إطلاق الطاقة. إذا كانت هذه الطاقة الإضافية المنطلقة أكبر من تلك المستهلكة في الإثارة، فإن مبدأ الطاقة الأقل يكون متحققًا في النهاية. على سبيل المثال، في جزيء الميثان CH4، يبلغ متوسط ​​طاقة الرابطة C-H 413 كيلوجول/مول. الطاقة المستهلكة للإثارة هي E* = 402 كيلوجول/مول. إن اكتساب الطاقة الناتج عن تكوين رابطتين إضافيتين سيكون:

د E = E ضوء إضافي – E* = 2413 – 402 = 424 كيلوجول/مول.

إذا لم يتم احترام مبدأ الطاقة الأقل، أي E add.st.< Е*, то возбуждение не происходит. Так, энергетически невыгодным оказывается возбуждение атомов элементов 2-го периода за счет перехода электронов со второго на третий квантовый уровень.

على سبيل المثال، الأكسجين ثنائي التكافؤ فقط لهذا السبب. ومع ذلك، فإن التناظر الإلكتروني للأكسجين - الكبريت - يتمتع بقدرات تكافؤ أكبر، حيث أن المستوى الكمي الثالث له مستوى فرعي ثلاثي الأبعاد، وفرق الطاقة بين المستويات الفرعية 3s و3p و3d أصغر بما لا يقاس من بين المستويين الكميين الثاني والثالث للمستوى الكمي الثاني والثالث. ذرة الأكسجين:

لنفس السبب، تظهر عناصر الفترة الثالثة - الفوسفور والكلور - تكافؤًا متغيرًا، على عكس نظائرها الإلكترونية في الفترة الثانية - النيتروجين والفلور. الإثارة إلى المستوى الفرعي المناسب يمكن أن تفسر التكوين مركبات كيميائيةعناصر المجموعة الثامنة أ من الفترات الثالثة واللاحقة. لم يتم العثور على أي مركبات كيميائية في الهيليوم والنيون (الفترتان الأولى والثانية)، اللتان لهما مستوى كمي خارجي مكتمل، وهما الغازان الخاملان الوحيدان حقًا.

آلية المانح والمتقبل لتشكيل الرابطة التساهمية

يمكن الحصول على زوج من الإلكترونات ذات دورانات متضادة متوازية تشكل رابطة ليس فقط من خلال آلية التبادل، التي تتضمن مشاركة الإلكترونات من كلتا الذرتين، ولكن أيضًا من خلال آلية أخرى تسمى المتلقي المانح: توفر ذرة واحدة (مانحة) زوجًا وحيدًا من الإلكترونات لتكوين الرابطة، والأخرى (المستقبلة) – الخلية الكمومية الشاغرة:

والنتيجة لكلتا الآليتين هي نفسها. في كثير من الأحيان يمكن تفسير تكوين السندات من خلال كلتا الآليتين. على سبيل المثال، يمكن الحصول على جزيء HF ليس فقط في الطور الغازي من الذرات وفقًا لآلية التبادل، كما هو موضح أعلاه (انظر الشكل 3)، ولكن أيضًا في محلول مائي من أيونات H + و F – وفقًا للمانح -آلية القبول:

ليس هناك شك في أن الجزيئات التي تنتجها آليات مختلفة لا يمكن تمييزها؛ الاتصالات متكافئة تماما. ولذلك، فمن الأصح عدم التمييز بين التفاعل بين المانح والمتلقي نوع خاصالسندات، ولكن اعتبرها مجرد آلية خاصة لتشكيل الرابطة التساهمية.

عندما يريدون التأكيد على آلية تكوين الرابطة بدقة وفقا لآلية المانح والمتقبل، يتم الإشارة إليها في الصيغ الهيكلية بواسطة سهم من المتبرع إلى المتقبل (D® أ). وفي حالات أخرى، لا يكون هذا الاتصال معزولًا ويُشار إليه بشرطة، كما في آلية التبادل: D–A.

الروابط في أيون الأمونيوم المتكونة من التفاعل: NH 3 + H + = NH 4 +،

يتم التعبير عنها بالمخطط التالي:

يمكن تمثيل الصيغة البنائية للـ NH 4 + على النحو التالي:

.

الشكل الثاني من التدوين هو الأفضل، لأنه يعكس التكافؤ المثبت تجريبيًا لجميع الروابط الأربعة.

يؤدي تكوين رابطة كيميائية بواسطة آلية المانح والمستقبل إلى توسيع قدرات التكافؤ للذرات: يتم تحديد التكافؤ ليس فقط بعدد الإلكترونات غير المتزاوجة، ولكن أيضًا بعدد أزواج الإلكترونات الوحيدة والخلايا الكمومية الشاغرة المشاركة في تكوين الروابط. . إذن، في المثال المذكور، تكافؤ النيتروجين يساوي أربعة.

تم استخدام آلية المانح والمتلقي بنجاح لوصف الترابط في المركبات المعقدة باستخدام طريقة BC.

تعدد وسائل الاتصال. رملص -الاتصالات

لا يمكن إجراء الاتصال بين ذرتين بواسطة ذرة واحدة فحسب، بل أيضًا بواسطة عدة أزواج من الإلكترونات. إن عدد أزواج الإلكترونات هو الذي يحدد التعددية في طريقة BC - وهي إحدى خصائص الرابطة التساهمية. على سبيل المثال، في جزيء الإيثان C 2 H 6 تكون الرابطة بين ذرات الكربون مفردة (مفردة)، وفي جزيء الإيثيلين C 2 H 4 تكون مزدوجة، وفي جزيء الأسيتيلين C 2 H 2 تكون ثلاثية. وترد في الجدول بعض خصائص هذه الجزيئات. 1.

الجدول 1

التغييرات في معلمات الرابطة بين ذرات C اعتمادًا على تعددها

ومع زيادة تعدد الرابطة، كما هو متوقع، يتناقص طولها. يزداد تعدد الروابط بشكل منفصل، أي بعدد صحيح من المرات، وبالتالي، إذا كانت جميع الروابط متماثلة، فإن الطاقة ستزداد أيضًا بعدد صحيح من المرات. ومع ذلك، كما يتبين من الجدول. 1، طاقة الربط تزداد بسرعة أقل من التعددية. ونتيجة لذلك، فإن الروابط غير متكافئة. ويمكن تفسير ذلك من خلال الاختلافات في الطرق الهندسية التي تتداخل بها المدارات. دعونا ننظر إلى هذه الاختلافات.

تسمى الرابطة التي تتكون من تداخل سحب الإلكترونات على طول محور يمر عبر نوى الذراتالسندات.

إذا كان المدار s متورطًا في الرابطة، فهذا فقطس - الاتصال (الشكل 5، أ، ب، ج). ومن هنا حصلت على اسمها، لأن الحرف اليوناني s مرادف للحرف اللاتيني s.

عندما يشارك المدار p (الشكل 5، b، d، e) والمداري d (الشكل 5، c، e، f) في تكوين الرابطة، يحدث التداخل من النوع s في الاتجاه أعلى كثافةالسحب الإلكترونية، وهي الأكثر ملاءمة للطاقة. لذلك، عند تكوين اتصال، يتم دائمًا تنفيذ هذه الطريقة أولاً. لذلك، إذا كان الاتصال واحدا، فهذا إلزاميس - الاتصال، إذا تعددت، فواحدة من الاتصالات بالتأكيداتصال.

أرز. 5. أمثلة على السندات

ومع ذلك، فمن الواضح من الاعتبارات الهندسية أنه يمكن أن يكون هناك ذرة واحدة فقط بين ذرتينس -اتصال. في الروابط المتعددة، يجب تشكيل الرابطة الثانية والثالثة بطريقة هندسية مختلفة لتداخل السحب الإلكترونية.

تسمى الرابطة التي تتكون من تداخل سحب الإلكترونات على جانبي محور يمر عبر نوى الذراتف السندات. أمثلة ص - التوصيلات موضحة في الشكل 6. مثل هذا التداخل أقل مواتاة من حيث الطاقةس -يكتب. يتم تنفيذها بواسطة الأجزاء الطرفية من السحب الإلكترونية ذات الكثافة الإلكترونية المنخفضة. وزيادة تعدد الاتصال تعني التكوينص -الروابط ذات الطاقة الأقل مقارنة بالروابطس - تواصل. وهذا هو سبب الزيادة غير الخطية في طاقة الارتباط مقارنة بزيادة التعددية.

أرز. 6. أمثلة على السندات ف

دعونا نفكر في تكوين الروابط في جزيء N 2. كما هو معروف، النيتروجين الجزيئي خامل للغاية كيميائيا. والسبب في ذلك هو تكوين رابطة ثلاثية قوية جدًا NєN:

يظهر الشكل 1 مخططًا لتداخل السحب الإلكترونية. 7. يتم تشكيل إحدى الروابط (2rh–2rh) حسب النوع s. الاثنان الآخران (2 Рz – 2 Рz، 2 ry – 2 ry) من النوع p. من أجل عدم تشويش الشكل، يتم عرض صورة تداخل السحب 2py بشكل منفصل (الشكل 7، ب). للحصول على الصورة العامة، الشكل. ينبغي الجمع بين 7، أ و 7، ب.

للوهلة الأولى قد يبدو ذلكس -الرابطة، التي تحد من اقتراب الذرات، لا تسمح للمدارات بالتداخلص -يكتب. ومع ذلك، فإن صورة المدار تتضمن فقط جزءًا معينًا (90%) من السحابة الإلكترونية. يحدث التداخل مع منطقة محيطية تقع خارج هذه الصورة. إذا تخيلنا مدارات تحتوي على جزء كبير من السحابة الإلكترونية (على سبيل المثال، 95%)، فإن تداخلها يصبح واضحًا (انظر الخطوط المتقطعة في الشكل 7 أ).

أرز. 7. تكوين جزيء N 2

يتبع

في آي إلفيموف،
أستاذ موسكو
جامعة الدولة المفتوحة

حصريا أهمية عظيمةفي النظم البيولوجية هناك نوع خاص من التفاعل بين الجزيئات، وهو رابطة هيدروجينية تحدث بين ذرات الهيدروجين مجتمعة كيميائيا في جزيء واحد والذرات السالبة الكهربية F، O، N، Cl، S التي تنتمي إلى جزيء آخر. تم تقديم مفهوم "الرابطة الهيدروجينية" لأول مرة في عام 1920 من قبل لاتيمر وروديبوش لشرح خصائص الماء والمواد الأخرى المرتبطة به. دعونا نلقي نظرة على بعض الأمثلة على مثل هذا الاتصال.

تحدثنا في الفقرة 5.2 عن جزيء البيريدين ولوحظ أن ذرة النيتروجين الموجودة فيه تحتوي على إلكترونين خارجيين لهما دوران متضاد التوازي لا يشاركان في تكوين رابطة كيميائية. هذا الزوج "الحر" أو "المنفرد" من الإلكترونات سوف يجذب البروتون ويتشكل معه الرابطة الكيميائية. في هذه الحالة، سوف يدخل جزيء البيريدين في الحالة الأيونية. إذا كان هناك جزيئين من البيريدين، فسوف يتنافسان لالتقاط البروتون، مما يؤدي إلى تكوين مركب

التي تشير إلى ثلاث نقاط نوع جديدالتفاعل بين الجزيئات يسمى الرابطة الهيدروجينية. في هذا المركب، يكون البروتون أقرب إلى ذرة النيتروجين اليسرى. وبنفس النجاح، قد يكون البروتون أقرب إلى ذرة النيتروجين الصحيحة. ولذلك، فإن الطاقة الكامنة للبروتون كدالة للمسافة إلى ذرة النيتروجين اليمنى أو اليسرى على مسافة ثابتة بينهما (تقريبًا) يجب أن يتم تصويرها بمنحنى ذو حدين أدنى. يظهر الشكل 1 حسابًا ميكانيكيًا كميًا لمثل هذا المنحنى، أجراه راين وهاريس. 4.

كانت نظرية ميكانيكا الكم للرابطة الهيدروجينية A-H...B المبنية على التفاعلات بين المانحين والمتقبلين واحدة من أولى النظريات التي طورها ن.د.سوكولوف. سبب الرابطة هو إعادة توزيع كثافة الإلكترون بين الذرات A و B بسبب البروتون. باختصار، يقولون أن "زوجًا وحيدًا" من الإلكترونات مشترك. في الواقع، في

أرز. 4. المنحنى المحتمل لطاقة البروتون كدالة للمسافة بين ذرات النيتروجين لجزيئين البيريدين.

تشارك إلكترونات أخرى من الجزيئات أيضًا في تكوين منحنيات الرابطة الهيدروجينية المحتملة، ولكن بدرجة أقل (انظر أدناه).

تتراوح طاقات روابط الهيدروجين النموذجية من 0.13 إلى 0.31 فولت. وهي أقل بدرجة أسية من طاقة الروابط التساهمية الكيميائية، ولكنها أكبر بدرجة أسية من طاقة تفاعلات فان دير فالس.

أبسط مجمع بين الجزيئات يتكون من الروابط الهيدروجينية هو المركب هيكل خطي. المسافة بين ذرات الفلور هي 2.79 A. والمسافة بين الذرات في الجزيء القطبي هي 0.92 A. وعندما يتكون معقد، تنطلق طاقة تبلغ حوالي 0.26 فولت.

بمساعدة الروابط الهيدروجينية، يتم تكوين ثنائي الماء بطاقة ربط تبلغ حوالي 0.2 فولت. هذه الطاقة تساوي تقريبًا واحدًا على عشرين من طاقة الرابطة التساهمية OH. تبلغ المسافة بين ذرتي الأكسجين في المجمع حوالي 2.76 A. وهي أقل من مجموع نصف قطر فان دير فالس لذرات الأكسجين، أي ما يعادل 3.06 A. في الشكل 1. ويبين الشكل 5 التغير في كثافة الإلكترون لذرات الماء المحسوبة في العمل أثناء تكوين المجمع. تؤكد هذه الحسابات أنه عند تكوين المعقد يتغير توزيع كثافة الإلكترونات حول جميع ذرات الجزيئات المتفاعلة.

يمكن أيضًا الحكم على دور جميع الذرات في إنشاء الروابط الهيدروجينية في المركب من خلال التأثير المتبادل لرابطتين هيدروجينيتين بين القواعد النيتروجينية، الثيمين والأدينين، والتي تشكل جزءًا من الحلزون المزدوج لجزيء الحمض النووي. يعكس موقع الحد الأدنى لمنحنيات البروتون المحتملة في رابطتين الارتباط المتبادل بينهما (الشكل 6).

جنبا إلى جنب مع الرابطة الهيدروجينية المعتادة أو الضعيفة التي يتكونها الهيدروجين مع إطلاق طاقة أقل من 1 فولت، وتتميز بالطاقة الكامنة ذات الحدين الأدنى، يشكل الهيدروجين بعض المجمعات مع إطلاق طاقة كبير. على سبيل المثال، عند إنشاء مجمع، يتم إطلاق طاقة قدرها 2.17 فولت. هذا النوع من التفاعل يسمى قوي

أرز. 5. التغير في كثافة الإلكترونات حول الذرات في معقد يتكون من روابط هيدروجينية من جزيئين ماء.

مقبولة تهمة الإلكترون يساوي واحد. في جزيء الماء الحر، تتوزع شحنة قدرها 10 إلكترونات بحيث تكون بالقرب من ذرة الأكسجين شحنة قدرها 8.64، وعند ذرات الهيدروجين

أرز. 6. الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية: أ - الثيمين (T) والأدينيب (A)، وهي جزء من جزيئات DNN (الأسهم تشير إلى أماكن ارتباط القواعد بسلاسل جزيئات السكر وحمض الفوسفوريك)؛ - منحنيات الرابطة الهيدروجينية المحتملة؛ يا - الأكسجين. - الهيدروجين. - كربون؛ - نتروجين.

رابطة الهيدروجين. عندما تتشكل معقدات ذات روابط هيدروجينية قوية، يتغير تكوين الجزيئات بشكل ملحوظ. الطاقة الكامنة للبروتون لها حد أدنى ثابت نسبيًا يقع تقريبًا في مركز الرابطة. ولذلك، يتم إزاحة البروتون بسهولة. من السهل إزاحة البروتون تحت التأثير المجال الخارجييحدد الاستقطاب العالي للمجمع.

لا تحدث روابط هيدروجينية قوية في الأنظمة البيولوجية. أما الرابطة الهيدروجينية الضعيفة فهي موجودة مهمفي جميع الكائنات الحية.

حصريا دور كبيرالرابطة الهيدروجينية في النظم البيولوجية ترجع في المقام الأول إلى حقيقة أنها تحدد هيكل ثانويالبروتينات، التي لها أهمية أساسية لجميع العمليات الحياتية؛ بمساعدة الروابط الهيدروجينية، يتم الاحتفاظ بالأزواج الأساسية في جزيئات الحمض النووي وجزيئاتها هيكل مستقرمثل حلزونات مزدوجةوأخيرًا، الرابطة الهيدروجينية هي المسؤولة عن الخصائص غير العادية جدًا للمياه، والتي تعتبر مهمة لوجود الأنظمة الحية.

الماء هو أحد المكونات الرئيسية لجميع الكائنات الحية. تتكون أجسام الحيوانات من الماء بنسبة الثلثين تقريبًا. يحتوي الجنين البشري على حوالي 93% من الماء خلال الشهر الأول. لن يكون هناك مياه جارية. يعتبر الماء بمثابة الوسيلة الرئيسية التي تحدث فيها التفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلية. وهو يشكل الجزء السائل من الدم والليمفاوية. الماء ضروري لعملية الهضم، لأن تحلل الكربوهيدرات والبروتينات والدهون يحدث مع إضافة جزيئات الماء. يتم إطلاق الماء في الخلية عندما يتم بناء البروتينات من الأحماض الأمينية. فسيولوجية

أرز. 7. هيكل الجليد. يرتبط كل جزيء ماء بروابط هيدروجينية (ثلاث نقاط) بأربعة جزيئات ماء تقع عند رؤوس رباعي الاسطح.

أرز. 8. رابطة هيدروجينية في رابطة هيدروجينية ثنائية و"خطية".

خصائص البوليمرات الحيوية والعديد من الهياكل فوق الجزيئية (على وجه الخصوص، أغشية الخلايا) تعتمد بشكل كبير جدًا على تفاعلها مع الماء.

دعونا نلقي نظرة على بعض خصائص الماء. كل جزيء ماء له حجم كبير عزم الدوران الكهربائي. بسبب السالبية الكهربية العالية لذرات الأكسجين، يمكن لجزيء الماء تكوين روابط هيدروجينية مع جزيء أو اثنين أو ثلاثة أو أربعة جزيئات ماء أخرى. والنتيجة هي ثنائيات مستقرة نسبيًا ومجمعات بوليمر أخرى. في المتوسط، كل جزيء في الماء السائل له أربعة جيران. يعتمد تكوين وبنية المجمعات بين الجزيئات على درجة حرارة الماء.

يتمتع الماء البلوري (الثلج) بالبنية الأكثر ترتيبًا عند الضغط الطبيعي ودرجة الحرارة أقل من الصفر درجة مئوية. بلوراتها لها هيكل سداسي. تحتوي خلية الوحدة على أربعة جزيئات ماء. يظهر هيكل الخلية في الشكل. 7. توجد قمم حول ذرة الأكسجين المركزية رباعي الاسطح منتظموعلى مسافة 2.76 ألف توجد أربع ذرات أكسجين أخرى. يرتبط كل جزيء ماء بجيرانه بأربع روابط هيدروجينية. في هذه الحالة، تقترب الزاوية بين روابط OH في الجزيء من قيمة "رباعي السطوح" البالغة 109.1 درجة. في الجزيء الحر تبلغ حوالي 105 درجة.

هيكل الجليد يشبه الماس. ومع ذلك، في الماس، هناك بين ذرات الكربون القوى الكيميائية. الكريستال الماسي هو جزيء كبير. تصنف بلورات الثلج على أنها بلورات جزيئية. تحتفظ الجزيئات الموجودة في البلورة في الغالب بتفردها وتتماسك مع بعضها البعض من خلال روابط هيدروجينية.

أرز. 9. القيمة التجريبيةالتحولات في تردد اهتزاز الأشعة تحت الحمراء في الماء أثناء تكوين رابطة هيدروجينية بزاوية.

شبكة الجليد فضفاضة للغاية وتحتوي على العديد من "الفراغات"، حيث أن عدد جزيئات الماء الأقرب لكل جزيء (رقم التنسيق) هو أربعة فقط. عند الذوبان، يتم تدمير شبكة الجليد جزئيًا، وفي نفس الوقت يتم ملء بعض الفراغات وتصبح كثافة الماء المزيد من الكثافةجليد. هذه هي واحدة من الشذوذات المائية الرئيسية. مع مزيد من التسخين إلى 4 درجات مئوية، تستمر عملية الضغط. عند التسخين فوق 4 درجات مئوية، يزداد سعة الاهتزازات اللاتوافقية، ويزداد عددها الجزيئات المرتبطةفي المجمعات (الأسراب) وتقل كثافة الماء. وفقا للتقديرات التقريبية، فإن تكوين الأسراب في درجة حرارة الغرفةيتضمن حوالي 240 جزيءًا عند 37 درجة مئوية - حوالي 150 عند 45 و 100 درجة مئوية على التوالي 120 و 40.

تبلغ مساهمة الرابطة الهيدروجينية في الطاقة الإجمالية للتفاعلات بين الجزيئات (11.6 كيلو كالوري/مول) حوالي 69%. بسبب الروابط الهيدروجينية، تختلف نقاط الانصهار (0 درجة مئوية) ونقاط الغليان (100 درجة مئوية) للماء بشكل كبير عن نقاط الانصهار والغليان الأخرى. السوائل الجزيئية، بين الجزيئات التي تعمل بها قوى فان دير فال فقط. على سبيل المثال، بالنسبة للميثان، تكون هذه القيم على التوالي -186 و-161 درجة مئوية.

في الماء السائل، إلى جانب بقايا البنية الرباعية السطوح للجليد، توجد ثنائيات خطية ودورية ومجمعات أخرى تحتوي على 3، 4، 5، 6 جزيئات أو أكثر. من المهم أن تتغير الزاوية P المتكونة بين رابطة OH ورابطة الهيدروجين اعتمادًا على عدد الجزيئات في الدورة (الشكل 8). في الديمر تكون هذه الزاوية 110°، وفي الحلقة المكونة من خمسة أعضاء تكون 10°، وفي الحلقة المكونة من ستة أعضاء والبنية الجليدية السداسية تكون قريبة من رصاصة (رابطة هيدروجينية "خطية").

لقد أتضح أن أعلى طاقةتتوافق طاقة رابطة الهيدروجين مع الزاوية (قاعدة بادجر باور) مع التحول في تردد اهتزازات الأشعة تحت الحمراء الممتدة لمجموعة OH في جزيء الماء ولكن بالمقارنة مع تردد اهتزاز الجزيء الحر. . ويلاحظ الحد الأقصى للإزاحة في حالة الرابطة الهيدروجينية "الخطية". في جزيء الماء في هذه الحالة، يتناقص التردد بمقدار . في التين. ويبين الشكل 9 رسما بيانيا لنسبة النزوح

التردد إلى أقصى إزاحة من الزاوية. وبالتالي، فإن هذا الرسم البياني يميز أيضًا اعتماد طاقة رابطة الهيدروجين على الزاوية. وهذا الاعتماد هو مظهر من مظاهر الطبيعة التعاونية للرابطة الهيدروجينية.

تم إجراء محاولات متعددة لحساب بنية وخصائص الماء نظريًا، مع الأخذ في الاعتبار الروابط الهيدروجينية والتفاعلات الأخرى بين الجزيئات. وفق الفيزياء الإحصائية الخصائص الديناميكية الحراريةيتم تحديد أنظمة الجزيئات المتفاعلة الموجودة في المجلد V عند ضغط ثابت P في التوازن الإحصائي مع منظم الحرارة من خلال مجموع إحصائيتنص على

هنا V هو حجم النظام؛ ل - ثابت بولتزمان; ت - درجة الحرارة المطلقة; يعني أننا بحاجة إلى أخذ أثر العامل الإحصائي بين قوسين متعرجين، حيث H هو العامل الكمي لطاقة النظام بأكمله. هذا المشغل يساوي المبلغمشغلي الطاقة الحركية للترجمة و الحركات الدورانيةالجزيئات والمشغل الطاقة الكامنةتفاعلات جميع الجزيئات.

إذا كانت جميع الوظائف الذاتية وطيف الطاقة الكامل E للمشغل H معروفة، فإن (6.2) يأخذ الشكل

ثم يتم تحديد طاقة Gibbs المجانية G للنظام عند الضغط P ودرجة الحرارة T بواسطة التعبير البسيط

بمعرفة طاقة جيبس ​​الحرة، نجد إجمالي حجم إنتروبيا الطاقة.

لسوء الحظ، بسبب طبيعة معقدةالتفاعلات بين الجزيئات في الماء (جزيئات ثنائية القطب متباينة الخواص، روابط هيدروجينية تؤدي إلى مجمعات ذات تركيبة متغيرة، حيث تعتمد طاقة روابط الهيدروجين نفسها على تكوين وبنية المجمع، وما إلى ذلك)، لا يمكننا كتابة العامل H بشكل واضح . ولذلك، علينا أن نلجأ إلى تبسيطات كبيرة جداً. وهكذا، قام ناميتي وشيراجا بحساب دالة التقسيم بناءً على حقيقة أنه يمكن أخذ خمس حالات طاقة فقط للجزيئات في المجمعات بعين الاعتبار، وفقًا لـ

مع عدد الروابط الهيدروجينية التي تشكلها (0، 1، 2، 3، 4) مع الجزيئات المجاورة. وباستخدام هذا النموذج، تمكنوا حتى من إظهار أن كثافة الماء تصل إلى الحد الأقصى عند 4 درجات مئوية. ومع ذلك، انتقد المؤلفون أنفسهم لاحقًا النظرية التي طوروها، لأنها لم تصف العديد من الحقائق التجريبية. يمكن العثور على محاولات أخرى للحسابات النظرية لبنية الماء في المراجعة التي أجراها بن نعيم وستلينجر.

بسبب الطبيعة ثنائية القطب لجزيئات الماء و دور كبيرتلعب الروابط الهيدروجينية أيضًا دورًا مهمًا للغاية في تفاعلات جزيئات الماء مع الأيونات والجزيئات المحايدة في الكائنات الحية. التفاعلات المؤدية إلى ترطيب الأيونات و نوع خاصالتفاعلات، التي تسمى الكارهة للماء والمحبة للماء، ستتم مناقشتها في الأقسام التالية من هذا الفصل."

وفي حديثه عن دور الماء في الظواهر البيولوجية، تجدر الإشارة إلى أن جميع الكائنات الحية قد تكيفت بنجاح كبير مع كمية معينة من الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات. ويتجلى ذلك من خلال حقيقة أن استبدال جزيئات الماء الثقيل له تأثير كبير جدًا النظم البيولوجية. تقل ذوبان الجزيئات القطبية، وينخفض ​​معدل مرورها نبض العصب، يتعطل عمل الإنزيمات، ويتباطأ نمو البكتيريا والفطريات، وما إلى ذلك. ولعل كل هذه الظواهر ترجع إلى حقيقة أن تفاعل الهيدروجين بين الجزيئات أقوى من التفاعل بين جزيئات الصوديوم قيمة أعلىتشير الرابطة الهيدروجينية بين جزيئات الماء الثقيل إلى حرارةنقطة انصهارها (3.8 درجة مئوية) وحرارة انصهارها العالية (1.51 سعرة حرارية / مول). بالنسبة للماء العادي، تبلغ حرارة الانصهار 1.43 كيلو كالوري/مول.