Сврзувачкиот пар електрони во формулите на Луис е ист како една цртичка во структурните формули.

Двојните и тројните врски имаат заедничко име - множителикомуникации. Се вели дека има молекула на азот налог за комуникација, еднакво на три. Во молекула на кислород, редот на врската е два. Редоследот на врски во молекулите на водород и хлор е ист. Водородот и хлорот повеќе немаат повеќекратна, туку едноставна врска.

Редоследот на врската е бројот на споделени споделени парови помеѓу два сврзани атоми. Не се јавува редослед за поврзување поголем од три.

Табела 3-1. Должината и јачината на врските помеѓу атомите на азот во различни соединенија.

** Да ги разгледаме податоците за должината и јачината на врските помеѓу атомите на азот во неговите различни соединенија. Во Табела 3-1, должините на врските се дадени во посебни единици - ангстроми (1A = 10 -8 cm). Релативната јачина на врските може да се процени со енергијата потребна за раскинување на врските помеѓу атомите на азот во различни соединенија. Оваа енергија е дадена за ист број на молекули на такви соединенија. Колку е поголема мноштвото на врската, толку е пократка и посилна.

Колку е поголем редот на врската, толку поцврсто се поврзани атомите еден со друг и пократка е самата врска.

Задачи.

3.1. Врз основа на структурата на атомите 6 C, 1 H и правилото на октетот, создадете Луисова формула за соединението од овие два елементи, која содржи 1 јаглероден атом. Нацртајте структурна формула за него.

3.2. Напишете ги (означувајќи ја големината и знакот на полнежот) симболите на јоните натриум, кислород, флуор, магнезиум, алуминиум, чиишто електронски обвивки се исти како оние на благородниот гас неон.

3.3. Напишете ги електронските формули за надворешните електронски нивоа на атомите од 13 Al и 17 Cl. Еден атом алуминиум и три атоми хлор даваат соединение во кое атомите на овие елементи добиваат целосни обвивки од инертни гасови. Кои се овие инертни гасови? Напишете ја формулата на Луис за соединението помеѓу алуминиум и хлор. Нацртајте структурна формула за него.

3.4. Направете Луисова формула за соединение кое содржи еден атом на Ca 20 и два атоми 9 F. Колку сврзувачки (заеднички) и неврзувачки (само) електронски парови има во ова соединение? Која е неговата структурна формула?

3.5. Врз основа на електронската структура на атомите и правилото на октетот, составете ги Луисовите формули за соединенија што се состојат од: а) два атоми 6 C и четири атоми 1 H; б) од два атоми 6 C и два атоми 1 H. Колкави се множествата на врските меѓу јаглеродните атоми во овие две соединенија? Нацртајте ги нивните структурни формули (првата од нив се нарекува етилен, втората е ацетилен).

3.6. Користејќи структурни формули, креирајте формули на Луис што ги означуваат сите парови на електрони.

Ковалентната врска се заснова на принципот споделување на електрони, како желба да се пополнат валентните енергетски нивоа.

1. Водород - H2

Вообичаено во природата, водородот не се наоѓа во форма на посебен атом, туку е дијатомска молекула - H2.

Водородот има еден валентен електрон и му треба уште еден за да го пополни првото енергетско ниво (електронска формула на атомот на водород = 1s 1; види Електронска структура на атомите). Водороден атом може да „позајми“ електрон што недостасува од друг атом на водород. Но, во овој случај, водородниот атом, кој се откажа од својот единствен електрон, ќе стане уште понестабилен. Затоа, оваа опција не е изводлива.

Единствениот можен начин да се комбинира H 2 е да се споделат електрони. Се чини дека два електрони „припаѓаат“ на двата атоми на водород. Формирањето на хемиска врска помеѓу атомите на водород е резултат на преклопувањето на електронските орбитали, што се случува кога атомите се приближуваат еден кон друг. Овој тип на комуникација се нарекува ковалентна врска.

Формула за електронски точки: Х + · H → H:H

Луис структурна формула: Х + · H → H-H

Секој водороден атом во молекулата формира конфигурација на атом на хелиум (види Електронска валентна теорија).

Формирањето на силна хемиска врска во молекула на водород се врши поради преклопување на s-орбиталите на атомите, поради што се создава зголемена електронска густина помеѓу јадрата на атомите на водород, поради што електроните на водородот молекулата доживува привлечност помеѓу две јадра во исто време.

Според теоријата на електронската структура на атомите, атомите на хемиските елементи во молекулите имаат тенденција да добијат стабилна електронска конфигурација на најблискиот инертен гас. На пример, кога атомите на флуор се спојуваат во молекула, се формира неонска конфигурација:

Покрај водородот, во природата има уште 6 елементи (едноставни супстанции) кои имаат диатомска молекула: O 2, N 2, F 2, Cl 2, Br 2, I 2.

Се формира јонска врска (IC) помеѓу метал и неметал.

Ковалентна врска (CB) се формира помеѓу два неметали.

Овие врски имаат различни својства:

• на собна температура, IC соединенијата обично се цврсти материи; соединенијата со CS можат да бидат во цврста, течна и гасовита состојба;
• Точката на топење за јонските соединенија обично е многу повисока отколку за ковалентните;
• ИС - електролити (спроведуваат електрична струја); CS - не-електролити.

Треба да се каже дека ковалентни врски можат да настанат и помеѓу различни атоми. На пример, во молекула на водород флуорид (HF), еден атом на водород лоциран во орбиталата s се преклопува со неспарен атом на флуор, кој се наоѓа во орбиталата p, така што во молекулата HF атомот на водород ја добива електронската конфигурација He и атомот на флуор добива Ne конфигурација .

Бидејќи интерактивните атоми на водород и флуор имаат различни електронегативни полнежи, добиениот заеднички електронски пар се префрла на поелектронегативниот атом на флуор, формирајќи ковалентна поларна врска(во молекулите на едноставни материи ковалентната врска е неполарна).

Формирањето на ковалентна врска поради заедничкиот електронски пар од два атома беше дискутирано погоре. Постои уште еден механизам за формирање на ковалентни врски, кој се нарекува координацијаили донатор-акцептор.

Со механизмот донор-акцептор на формирање на ковалентна врска, хемиската врска се формира поради електронски пар (осамен пар електрони) обезбеден од еден од атомите (донатор), додека другиот атом (акцептор) ја обезбедува својата слободна орбитала за ова. електронски пар.

2. Повеќекратни врски

Погоре разговаравме за ковалентни врски кои користат еден електрон - единечни врски. Постојат молекули кои имаат неколку заеднички електронски парови кои формираат повеќекратна врска.

Кислородот (О2) е во групата VIA и има 6 валентни електрони. За да го заврши надворешното енергетско ниво, треба да прифати 2 електрони. Атомот на кислород дели два од неговите електрони со два електрони од друг атом на кислород, создавајќи двојна врска.

Азотот (N 2) е во групата VA и има 5 валентни електрони. За да се заврши надворешното енергетско ниво, треба да прифати 3 електрони. Атомот на азот споделува три од неговите електрони со три електрони од друг атом на азот, создавајќи тројна врска.

Оваа тројна врска е многу посилна од една врска - затоа азотот има многу силна молекула, па оттука и малата активност на азот во хемиските реакции.

Ние погледнавме:

• јонски врски формирани помеѓу метали и неметали;
• ковалентни врски формирани помеѓу неметали.

Дали може да се формираат врски помеѓу метал и метал? За жал, метал со метал може само да се формира легура- раствор на еден метал во друг.

Погоре разговаравме за употребата на формулите на Луис за претставување на ковалентни врски во некои едноставни молекули - Пишувањето на формули на Луис за посложени молекули може да претставува одредени тешкотии на почетокот. Во табелата 1-4 прикажуваат неколку органски материи. Во секој случај, одделно се прикажани неврзаните атоми, потоа молекулите во кои атомите имаат октет електрони и на крајот таканаречените Кекуле формули.

Во формулите на Луис, секој круг содржи осум или два електрони, што покажува дека заокружениот атом има завршена надворешна обвивка од електрони.

Пишувањето на формули на Луис бара малку пракса и е донекаде креативно, така што обидите и грешките на почетокот се во ред. Сепак корисен процес

Табела 14. (види скенирање) Формулите на Луис и Кекуле за некои органски соединенија

За едноставност, сликите на формулата Луис се поделени во голем број последователни фази. Подолу, во единицата за програмирано учење, се шесте чекори што треба да се запомнат. Потоа обидете се да ги завршите вежбите без да ги гледате одговорите. Треба да можете да цртате формули на Луис за мали органски молекули и полиатомски анјони.

Правила за пишување формули на Луис

Поделувањето на процесот на фази дадени во овој дел ќе ви овозможи да научите како лесно да ги прикажете формулите на Луис. Ова бара, особено во последните фази, малку интуиција, која се развива како резултат на пракса.

1. Напиши ги симболите на елементите што ја сочинуваат супстанцијата. Обично тие треба да бидат поставени симетрично. Препорачливо е да се постави јаглеродниот атом во центарот на сликата, а на рабовите треба да се постават атоми кои можат да формираат само една врска, како што се водород и халогени. На пример, кога ја прикажувате формулата за сулфур диоксид, треба да напишете:

2. Поставете соодветен број на валентни електрони околу симболите на елементот. Овој број е еднаков на бројот на групата на периодниот систем во кој се наоѓа елементот.

Електроните на некои атоми се означени со точки, други со крстови. Иако, се разбира, сите електрони се исти, користењето на различни симболи ја прави формулата полесна за пишување и повизуелна. Ставете ги електроните еден по еден на четирите страни на атомот - врвот, дното и страните. Само ако има повеќе од четири електрони, поставете ги во парови. На пример, атом на сулфур има шест валентни електрони - два пара и уште два електрони:

3. Формирајте едноставни ковалентни врски помеѓу соседните атоми, користејќи по еден електрон од секој атом:

4. Погледнете ја добиената структура. Проверете дали секој атом има целосна електронска обвивка. Ако сите атоми го задоволуваат правилото на октетот, тогаш формулата на Луис е завршена. Ако не, постапете како што е наведено во точките 5 и 6.

5. Формирајте двојни или тројни врски помеѓу веќе поврзаните атоми и преместете еден или повеќе електрони од атом до атом така што правилото на октетот е задоволено.

Теоријата за структурата на органските соединенија од А. 2. Хемиските својства на супстанциите не зависат само од квалитативниот или квантитативниот состав, туку и од хемиската структура на молекулите. 3. Атоми или групи на атоми во молекулите взаемно влијаат еден на друг, директно или преку други атоми.

Формули на органски материи по класи

Алкани - C n H 2n+2

Циклоалкани - C n H 2n

Алкени - CnH2n

Алкадиени - C n H 2n-2

Алкини - CnH2n-2

Заситени монохидрични алкохоли - R-OH

Етери - R – O – R’

карбоксилни киселини - Р -КУХ

амини. Функционална група Р -NH 2

алдехиди (општа формула (R-COH).

Формулата електрон-точка и формулата Луис јасно ја опишуваат структурата на ковалентна врска, но се незгодни и заземаат многу простор.

Луис формула за вода.

Според електронската теорија за структурата на материјата, атом на кој било елемент се состои од електропозитивно атомско јадро (составено од протони и неутрони), во кое е концентрирана целата маса на атомот, и електронска обвивка од електронегативни електрони, која , во споредба со атомското јадро, немаат речиси никаква маса.

Поради фактот што атомот како целина е електрично неутрален, полнежот на јадрото на атомот ќе биде еднаков на полнењето на електронската обвивка, односно, бројот на електрони ќе биде еднаков на бројот на протони.

Електроните имаат негативен електричен полнеж, а протоните имаат позитивен електричен полнеж.

Атомските орбитали (АО) се карактеризираат со три квантни броеви: главен n, орбитален l=0,1,2... и магнетен m=0,+-1,+-2. вредностите l = 0, 1, 2, 3, 4,... одговараат на буквите s, p, d, f,

Молекуларни орбитали(MO) опишува електрон во полето на сите јадра на молекулата и просечното поле на преостанатите електрони.

Постојат два главни начини на образование ковалентна врска.

1) Електронски пар што формира врска може да се формира поради неспарен електрони, достапно во невозбудено атоми.

2) Ковалентните врски може да се формираат поради спарените електрони присутни во надворешниот електронски слој на атомот. Во овој случај, вториот атом мора да има слободна орбитала на надворешниот слој. Атомот што го обезбедува својот електронски пар за формирање на ковалентна врска * се нарекува донатор, а атомот што обезбедува празна орбитала се нарекува акцептор. Ковалентната врска формирана на овој начин се нарекува врска донор-акцептор.

4. Меѓусебно влијание на атомите во молекулите на органските соединенија. Ефекти од електронските поместувања. Индуктивни и мезомерски ефекти. Ефект на хиперконјугација. Стеричен ефект.

Електронските ефекти се нарекуваат поместувања на густината на електроните во молекулата под влијание на супституенти.

Позитивен индуктивен ефект (+I), т.е. ефектот на поместување на густината на електроните подалеку од себе го покажуваат алкилните радикали (метил, етил, пропил итн.).

Повеќето функционални групи (халогени, амино група, нитро група, карбоксилни, карбонилни, хидроксилни групи) покажуваат негативен индуктивен ефект (–I), т.е. ја поместуваат густината на електроните кон себе.

Позитивен мезомерен ефект (+M), т.е. Ефектот на поместување на густината на електроните подалеку од себе се манифестира со амино групата и хидроксилната група. Нитро групата, карбоксилните, карбонилните групи покажуваат негативен мезомерен ефект (–M), т.е. привлекуваат густина на електрони кон себе.

Ефект сличен на позитивен мезомер се јавува кога водородот во повеќекратна врска е заменет со алкилна група. Овој ефект е насочен кон повеќекратната врска и се нарекува хиперконјугација (суперконјугација). За да се манифестира ефектот на хиперконјугација, неопходно е да има барем еден атом на водород во јаглеродниот атом во непосредна близина на пи-системот.

Големината на ефектот на хиперконјугација е поголема, толку повеќе атоми на водород има на јаглеродот поврзан со незаситениот систем.

Стеричен ефект- влијанието на просторниот волумен на молекулата врз текот на хемиската реакција. Така, присуството на големи групи во молекулата во близина на атомите што реагираат може да ги спречи овие атоми да се приближат еден кон друг и да ја забави реакцијата или да ја оневозможи. Едноставен пример: хемиската формула е иста, но релативните позиции на молекулите се различни (кога различни конфигурации не се постигнуваат со обична ротација: на пример, огледална слика). И сето тоа влијае на својствата на супстанцијата, стапката на хемиски реакции. реакции итн.

5. Класификација на организациските реакции по насока, механизам, молекуларност. Нуклеофилни и електрофилни реакции и реагенси. Концептот на средни честички - радикали, карбокации, карбаниони, радикални јони. Нивната структура. Моновалентни преносни реакции.

Цртежот на структури со точки на Луис (исто така познати како структури на Луис или дијаграми на Луис) може да изгледа предизвик, особено за оние што штотуку почнуваат да учат хемија. Сепак, овие структури помагаат да се разбере конфигурацијата на врските и валентни електрони во различни атоми и молекули. Комплексноста на дијаграмот зависи од тоа дали ја цртате структурата на Луис-точка за дијатомска ковалентна молекула, посложена ковалентна молекула или молекули со јонска врска.

Чекори

Диатомски ковалентни молекули

Запишете го симболот за секој елемент.Напишете ги симболите на двата атома еден до друг. На овој начин ќе замислите атоми поврзани со ковалентна врска. Оставете доволно простор помеѓу симболите за да ги претставите електроните и врските.

• Во ковалентна врска, електроните се делат помеѓу два атома. Вообичаено, ковалентни врски се јавуваат помеѓу два неметални елементи.

1. Определи ја мноштвото на врската помеѓу два атома.Атомите можат да се поврзат со единечна, двојна или тројна врска. Ова обично се одредува со правилото на октетот, или „тенденцијата“ на секој атом да ја пополни својата валентна обвивка со 8 електрони (а во случајот со водородот, два електрони). За да откриете колку електрони ќе има секој атом, определете го бројот на валентни електрони во молекулата, потоа помножете го со 2 (секоја врска вклучува 2 електрони) и додадете го бројот на осамени електрони.

   • На пример, О2 (кислороден гас) има 6 валентни електрони. Помножете 6 со 2 и добијте 12.
   • За да одредите дали правилото на октетот е исполнето, користете точки за да ги претставите валентните електрони околу секој атом. Во случај на O 2, еден атом на кислород има 8 електрони (така, правилото на октетот е исполнето), а вториот само 6 (односно, правилото на октетот не е исполнето). Ова значи дека е потребна повеќе од една врска помеѓу два атоми на кислород. Затоа, двојната врска помеѓу атомите бара два електрони за правилото на октетот да важи за двата атоми.

2. Нацртајте ги врските.Секоја врска е претставена со линија помеѓу два атома. За една врска, едноставно поврзувате два атома со линија. Во случај на двојна или тројна врска, мора да се повлечат две или три линии, соодветно.

   • На пример, во N2 (азотниот гас), два атома се поврзани со тројна врска. Така, на дијаграмот на Луис, оваа молекула ќе биде прикажана како 3 паралелни линии што поврзуваат 2 N атоми.

3. Означете ги неврзаните електрони.Некои електрони од еден или од двата атоми може да останат неврзани. Во овој случај, тие треба да бидат означени со точки околу соодветните атоми. Вообичаено, атомите немаат повеќе од 8 слободни електрони. Проверете го резултатот: броете ја секоја точка како 1 електрон и секоја линија како 2 електрони.

   • На пример, во О 2 (кислороден гас), атомите се поврзани со две паралелни линии, а во близина на секој атом има два пара точки кои претставуваат слободни електрони.

4. Нацртајте ја електронската структура на централниот атом.За секој неврзан пар електрони, поставете 2 мали точки околу централниот атом. Нацртајте ја секоја врска со линија која се протега од атомот. Прикажете двојни и тројни врски со две или три линии, соодветно. На овој начин ќе покажете како другите атоми се поврзани со централниот.

   Додадете ги преостанатите атоми.Секој атом ќе се поврзе со централниот. Напишете ги симболите за секој атом на краевите на линиите што сте ги нацртале од централниот атом. Ова ќе покаже дека електроните се распределени помеѓу централниот атом и овие атоми.

5. Обележете ги преостанатите електрони.Секоја врска брои како два електрони, а двојна или тројна врска како четири или шест електрони, соодветно. Потоа додадете електронски парови околу секој атом така што ќе се следи правилото на октетот. Проверете дали сè е точно: секоја точка одговара на еден електрон, а линијата одговара на два електрони. Вкупниот број треба да биде 8.

   • Се разбира, исклучок се оние атоми кои го надминуваат правилото на октетот, како и атомот на водород, кој може да има само 0 или 2 валентни електрони.
   • Кога се формира молекула на водород, два атоми на водород се споени со ковалентна врска, така што молекулата нема слободни електрони.