Kerja ini mengandungi tugasan mengenai ikatan kimia.
Pugacheva Elena Vladimirovna
Penerangan tentang perkembangan
6. Ikatan nonpolar kovalen adalah ciri
1) Cl 2 2) SO3 3) CO 4) SiO 2
1) NH 3 2) Cu 3) H 2 S 4) I 2
3) ionik 4) logam
15. Tiga pasangan elektron sepunya membentuk ikatan kovalen dalam molekul
16. Ikatan hidrogen terbentuk antara molekul
1) HI 2) HCl 3) HF 4) HBr
1) air dan berlian 2) hidrogen dan klorin 3) kuprum dan nitrogen 4) bromin dan metana
19. Ikatan hidrogen bukan tipikal untuk bahan
1) fluorin 2) klorin 3) bromin 4) iodin
1)CF 4 2)CCl 4 3)CBr 4 4)CI 4
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
32. Atom unsur kimia tempoh kedua jadual berkala D.I. Mendeleev membentuk sebatian dengan ikatan kimia ionik komposisi 1) LiF 2) CO 2 3) Al 2 O 3 4) BaS
1) ionik 2) logam
43. Ikatan ion dibentuk oleh 1) H dan S 2) P dan C1 3) Cs dan Br 4) Si dan F
apabila berinteraksi
1) ionik 2) logam
1) ionik 2) logam
NAMA BAHAN JENIS KOMUNIKASI
1) zink A) ionik
2) nitrogen B) logam
62. Perlawanan
SAMBUNGAN JENIS KOMUNIKASI
1) ionik A) H 2
2) logam B) Va
3) polar kovalen B) HF
66. Ikatan kimia terkuat berlaku dalam molekul 1) F 2 2) Cl 2 3) O 2 4) N 2
67. Kekuatan ikatan bertambah dalam siri 1) Cl 2 -O 2 -N 2 2) O 2 - N 2- Cl 2 3) O 2 - Cl 2 -N 2 4) Cl 2 -N 2 -O 2
68. Nyatakan satu siri yang dicirikan oleh pertambahan panjang ikatan kimia
1)O 2 , N 2 , F 2 , Cl 2 2)N 2 , O 2 , F 2 , Cl 2 3)F 2 , N 2 , O 2 , Cl 2 4)N 2 , O 2 , Cl 2 , F 2
Mari lihat tugasan No. 3 daripada pilihan Peperiksaan Negeri Bersepadu untuk 2016.
Tugas dengan penyelesaian.
Tugasan No 1.
Sebatian dengan ikatan nonpolar kovalen terletak dalam siri:
1. O2, Cl2, H2
2. HCl, N2, F2
3. O3, P4, H2O
4.NH3, S8, NaF
Penjelasan: kita perlu mencari satu siri di mana hanya akan ada bahan ringkas, kerana ikatan nonpolar kovalen hanya terbentuk antara atom unsur yang sama. Jawapan yang betul ialah 1.
Tugasan No. 2.
Bahan dengan ikatan polar kovalen disenaraikan dalam siri berikut:
1. CaF2, Na2S, N2
2. P4, FeCl2, NH3
3. SiF4, HF, H2S
4. NaCl, Li2O, SO2
Penjelasan: di sini anda perlu mencari satu siri di mana hanya bahan kompleks dan, lebih-lebih lagi, semua bukan logam. Jawapan yang betul ialah 3.
Tugasan No. 3.
Ikatan hidrogen adalah ciri
1. Alkanov 2. Arenov 3. Alkohol 4. Alkinov
Penjelasan: Ikatan hidrogen terbentuk antara ion hidrogen dan ion elektronegatif. Antara yang disenaraikan, hanya alkohol yang mempunyai set sedemikian.
Jawapan yang betul ialah 3.
Tugasan No. 4.
Ikatan kimia antara molekul air
1. Hidrogen
2. Ionik
3. Kutub kovalen
4. Kovalen nonpolar
Penjelasan: Ikatan kovalen polar terbentuk antara atom O dan H dalam air, kerana ini adalah dua bukan logam, tetapi terdapat ikatan hidrogen antara molekul air. Jawapan yang betul ialah 1.
Tugasan No. 5.
Setiap dua bahan hanya mempunyai ikatan kovalen:
1. CaO dan C3H6
2. NaNO3 dan CO
3. N2 dan K2S
4. CH4 dan SiO2
Penjelasan: sambungan mestilah hanya terdiri daripada bukan logam, iaitu jawapan yang betul ialah 4.
Tugasan No. 6.
Bahan dengan ikatan kovalen polar ialah
1. O3 2. NaBr 3. NH3 4. MgCl2
Penjelasan: Ikatan kovalen polar terbentuk antara atom bukan logam yang berbeza. Jawapan yang betul ialah 3.
Tugasan No. 7.
Ikatan kovalen nonpolar adalah ciri setiap dua bahan:
1. Air dan berlian
2. Hidrogen dan klorin
3. Kuprum dan nitrogen
4. Bromin dan metana
Penjelasan: ikatan kovalen bukan kutub adalah ciri sambungan atom unsur bukan logam yang sama. Jawapan yang betul ialah 2.
Tugasan No. 8.
Apakah ikatan kimia yang terbentuk antara atom unsur dengan nombor atom 9 dan 19?
1. Ionik
2. Logam
3. Kutub kovalen
4. Kovalen nonpolar
Penjelasan: ini adalah unsur - fluorin dan kalium, iaitu, bukan logam dan logam, masing-masing hanya ikatan ionik yang boleh terbentuk di antara unsur tersebut. Jawapan yang betul ialah 1.
Tugasan No. 9.
Bahan dengan jenis ikatan ionik sepadan dengan formula
1. NH3 2. HBr 3. CCl4 4. KCl
Penjelasan: ikatan ionik terbentuk antara atom logam dan atom bukan logam, iaitu jawapan yang betul ialah 4.
Tugasan No. 10.
Hidrogen klorida dan
1. Ammonia
2. Bromin
3. Natrium klorida
4. Magnesium oksida
Penjelasan: Hidrogen klorida mempunyai ikatan polar kovalen, iaitu, kita perlu mencari bahan yang terdiri daripada dua bukan logam yang berbeza - ini adalah ammonia.
Jawapan yang betul ialah 1.
Tugas untuk penyelesaian bebas.
1. Ikatan hidrogen terbentuk antara molekul
1. Asid hidrofluorik
2. Metana klorida
3. Dimetil eter
4. Etilena
2. Sebatian dengan ikatan kovalen sepadan dengan formula
1. Na2O 2. MgCl2 3. CaBr2 4. HF
3. Bahan dengan ikatan nonpolar kovalen mempunyai formula
1. H2O 2. Br2 3. CH4 4. N2O5
4. Bahan dengan ikatan ion ialah
1. CaF2 2. Cl2 3. NH3 4. SO2
5. Ikatan hidrogen terbentuk antara molekul
1. Metanol
3. Asetilena
4. Metil format
6. Ikatan nonpolar kovalen adalah ciri setiap dua bahan:
1. Nitrogen dan ozon
2. Air dan ammonia
3. Kuprum dan nitrogen
4. Bromin dan metana
7. Ikatan polar kovalen adalah ciri bagi sesuatu bahan
1. KI 2. CaO 3. Na2S 4. CH4
8. Ikatan nonpolar kovalen adalah ciri
1. I2 2. NO 3. CO 4. SiO2
9. Bahan dengan ikatan kovalen polar ialah
1. Cl2 2. NaBr 3. H2S 4. MgCl2
10. Ikatan nonpolar kovalen adalah ciri setiap dua bahan:
1. Hidrogen dan klorin
2. Air dan berlian
3. Kuprum dan nitrogen
4. Bromin dan metana
Nota ini menggunakan tugasan daripada koleksi Peperiksaan Negeri Bersepadu 2016 yang disunting oleh A.A. Kaverina.
A4 Ikatan kimia.
Ikatan kimia: kovalen (polar dan non-polar), ionik, logam, hidrogen. Kaedah untuk membentuk ikatan kovalen. Ciri-ciri ikatan kovalen: panjang dan tenaga ikatan. Pembentukan ikatan ionik.
Pilihan 1 – 1,5,9,13,17,21,25,29,33,37,41,45,49,53,57,61,65
Pilihan 2 – 2,6,10,14,18,22,26,30,34,38,42,46,50,54,58,62,66
Pilihan 3 – 3,7,11,15,19,23,27,31,35,39,43,47,51,55,59,63,67
Pilihan 4 – 4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,44,48,52,56,60,64,68
1. Dalam ammonia dan barium klorida, ikatan kimia adalah masing-masing
1) kutub ionik dan kovalen
2) polar dan ionik kovalen
3) kovalen nonpolar dan logam
4) kovalen nonpolar dan ionik
2. Bahan dengan hanya ikatan ionik disenaraikan dalam siri berikut:
1) F 2, CCl 4, KCl 2) NaBr, Na 2 O, KI 3) SO 2 .P 4 .CaF 2 4) H 2 S, Br 2, K 2 S
3. Sebatian dengan ikatan ionik terbentuk melalui interaksi
1) CH 4 dan O 2 2) SO 3 dan H 2 O 3) C 2 H 6 dan HNO 3 4) NH 3 dan HCI
4. Dalam siri yang manakah semua bahan mempunyai ikatan kovalen polar?
1) HCl,NaCl,Cl 2 2) O 2,H 2 O,CO 2 3) H 2 O,NH 3,CH 4 4) NaBr,HBr,CO
5. Dalam siri yang manakah formula bahan dengan hanya ikatan kovalen polar ditulis?
1) Cl 2, NO 2, HCl 2) HBr,NO,Br 2 3) H 2 S,H 2 O,Se 4) HI,H 2 O,PH 3
6. Ikatan nonpolar kovalen adalah ciri
1) Cl 2 2) SO3 3) CO 4) SiO 2
7. Bahan dengan ikatan kovalen polar ialah
1) C1 2 2) NaBr 3) H 2 S 4) MgCl 2
8. Bahan dengan ikatan kovalen ialah
1) CaCl 2 2) MgS 3) H 2 S 4) NaBr
9. Bahan dengan ikatan nonpolar kovalen mempunyai formula
1) NH 3 2) Cu 3) H 2 S 4) I 2
10. Bahan dengan ikatan kovalen bukan kutub ialah
11. Ikatan kimia terbentuk antara atom-atom yang mempunyai keelektronegatifan yang sama
1) ionik 2) polar kovalen 3) nonpolar kovalen 4) hidrogen
12. Ikatan polar kovalen adalah ciri
1) KCl 2) HBr 3) P 4 4) CaCl 2
13. Unsur kimia dalam atom yang elektronnya diedarkan di antara lapisan seperti berikut: 2, 8, 8, 2 membentuk ikatan kimia dengan hidrogen
1) polar kovalen 2) nonpolar kovalen
3) ionik 4) logam
14. Dalam molekul bahan manakah ikatan antara atom karbon mempunyai panjang terpanjang?
1) asetilena 2) etana 3) etena 4) benzena
15. Tiga pasangan elektron sepunya membentuk ikatan kovalen dalam molekul
1) nitrogen 2) hidrogen sulfida 3) metana 4) klorin
16. Ikatan hidrogen terbentuk antara molekul
1) dimetil eter 2) metanol 3) etilena 4) etil asetat
17. Kekutuban ikatan paling ketara dalam molekul
1) HI 2) HCl 3) HF 4) HBr
18. Bahan dengan ikatan kovalen bukan kutub ialah
1) air dan berlian 2) hidrogen dan klorin 3) kuprum dan nitrogen 4) bromin dan metana
19. Ikatan hidrogen bukan tipikal untuk bahan
1) H 2 O 2) CH 4 3) NH 3 4) CH3OH
20. Ikatan polar kovalen adalah ciri bagi setiap dua bahan yang formulanya
1) KI dan H 2 O 2) CO 2 dan K 2 O 3) H 2 S dan Na 2 S 4) CS 2 dan PC1 5
21. Ikatan kimia yang paling lemah dalam molekul
22. Bahan yang manakah mempunyai ikatan kimia terpanjang dalam molekulnya?
1) fluorin 2) klorin 3) bromin 4) iodin
23. Setiap bahan yang ditunjukkan dalam siri mempunyai ikatan kovalen:
1) C 4 H 10, NO 2, NaCl 2) CO, CuO, CH 3 Cl 3) BaS, C 6 H 6, H 2 4) C 6 H 5 NO 2, F 2, CCl 4
24. Setiap bahan yang ditunjukkan dalam siri mempunyai ikatan kovalen:
1) CaO, C 3 H 6, S 8 2) Fe, NaNO 3, CO 3) N 2, CuCO 3, K 2 S 4) C 6 H 5 N0 2, SO 2, CHC1 3
25. Setiap bahan yang ditunjukkan dalam siri mempunyai ikatan kovalen:
1) C 3 H 4, NO, Na 2 O 2) CO, CH 3 C1, PBr 3 3) P 2 Oz, NaHSO 4, Cu 4) C 6 H 5 NO 2, NaF, CCl 4
26. Setiap bahan yang ditunjukkan dalam siri mempunyai ikatan kovalen:
1) C 3 H a, NO 2, NaF 2) KCl, CH 3 Cl, C 6 H 12 0 6 3) P 2 O 5, NaHSO 4, Ba 4) C 2 H 5 NH 2, P 4, CH 3 OH
27. Kekutuban ikatan paling ketara dalam molekul
1) hidrogen sulfida 2) klorin 3) fosfin 4) hidrogen klorida
28. Dalam molekul bahan manakah ikatan kimia paling kuat?
1)CF 4 2)CCl 4 3)CBr 4 4)CI 4
29. Antara bahan NH 4 Cl, CsCl, NaNO 3, PH 3, HNO 3 - bilangan sebatian dengan ikatan ion adalah sama
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
30. Antara bahan (NH 4) 2 SO 4, Na 2 SO 4, CaI 2, I 2, CO 2 - bilangan sebatian dengan ikatan kovalen ialah
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
31. Dalam bahan yang terbentuk dengan bergabung dengan atom yang sama, ikatan kimia
1) ionik 2) polar kovalen 3) hidrogen 4) nonpolar kovalen
32. Atom unsur kimia tempoh kedua jadual berkala D.I. Mendeleev membentuk sebatian dengan ikatan kimia ionik komposisi 1) LiF 2) CO 2 3) Al 2 O 3 4) BaS
33. Sebatian dengan ikatan kovalen polar dan nonpolar kovalen adalah, masing-masing, 1) air dan hidrogen sulfida 2) kalium bromida dan nitrogen 3) ammonia dan hidrogen 4) oksigen dan metana
34. Ikatan nonpolar kovalen adalah ciri 1) air 2) ammonia 3) nitrogen 4) metana
35. Ikatan kimia dalam molekul hidrogen fluorida
1) polar kovalen 3) ionik
2) kovalen nonpolar 4) hidrogen
36. Pilih sepasang bahan di mana semua ikatan adalah kovalen:
1) NaCl, HCl 2) CO 2, BaO 3) CH 3 Cl, CH 3 Na 4) SO 2, NO 2
37. Dalam kalium iodida ikatan kimia
1) nonpolar kovalen 3) logam
2) polar kovalen 4) ionik
38. Dalam ikatan kimia CS 2 karbon disulfida
1) ionik 2) logam
3) polar kovalen 4) nonpolar kovalen
39. Ikatan nonpolar kovalen direalisasikan dalam sebatian
1) CrO 3 2) P 2 O 5 3) SO 2 4) F 2
40. Bahan dengan ikatan polar kovalen mempunyai formula 1) KCl 2) HBr 3) P 4 4) CaCl 2
41. Sebatian dengan ikatan kimia ionik
1) fosforus klorida 2) kalium bromida 3) nitrogen oksida (II) 4) barium
42. Dalam ammonia dan barium klorida, ikatan kimia adalah masing-masing
1) polar ionik dan kovalen 2) polar kovalen dan ionik
3) kovalen bukan kutub dan logam 4) kovalen bukan kutub dan ionik
43. Ikatan ion dibentuk oleh 1) H dan S 2) P dan C1 3) Cs dan Br 4) Si dan F
44. Apakah jenis ikatan dalam molekul H2?
1) Ionik 2) Hidrogen 3) Kovalen nonpolar 4) Penerima penderma
45. Bahan dengan ikatan kutub kovalen ialah
1) sulfur oksida (IV) 2) oksigen 3) kalsium hidrida 4) berlian
46. Terdapat ikatan kimia dalam molekul fluorin
1) polar kovalen 2) ionik 3) nonpolar kovalen 4) hidrogen
47. Siri yang manakah menyenaraikan bahan dengan hanya ikatan polar kovalen:
1) CH 4 H 2 Cl 2 2) NH 3 HBr CO 2 3) PCl 3 KCl CCl 4 4) H 2 S SO 2 LiF
48. Dalam siri yang manakah semua bahan mempunyai ikatan kovalen polar?
1) HCl, NaCl, Cl 2 2) O 2 H 2 O, CO 2 3) H 2 O, NH 3, CH 4 4) KBr, HBr, CO
49. Siri yang manakah menyenaraikan bahan dengan hanya ikatan ionik:
1) F 2 O LiF SF 4 2) PCl 3 NaCl CO 2 3) KF Li 2 O BaCl 2 4) CaF 2 CH 4 CCl 4
50. Sebatian dengan ikatan ionik terbentuk apabila berinteraksi
1) CH 4 dan O 2 2) NH 3 dan HCl 3) C 2 H 6 dan HNO 3 4) SO 3 dan H 2 O
51. Ikatan hidrogen terbentuk antara molekul 1) etana 2) benzena 3) hidrogen 4) etanol
52. Bahan yang manakah mempunyai ikatan hidrogen? 1) Hidrogen sulfida 2) Ais 3) Hidrogen bromida 4) Benzena
53. Sambungan yang terbentuk antara elemen dengan nombor siri 15 dan 53
1) ionik 2) logam
3) kovalen non-polar 4) kovalen polar
54. Sambungan yang terbentuk antara elemen dengan nombor siri 16 dan 20
1) ionik 2) logam
3) polar kovalen 4) hidrogen
55. Ikatan timbul antara atom unsur dengan nombor siri 11 dan 17
1) logam 2) ionik 3) kovalen 4) penderma-penerima
56. Ikatan hidrogen terbentuk antara molekul
1) hidrogen 2) formaldehid 3) asid asetik 4) hidrogen sulfida
57. Dalam siri yang manakah formula bahan dengan hanya ikatan kovalen kutub ditulis?
1) Cl 2, NH 3, HCl 2) HBr, NO, Br 2 3) H 2 S, H 2 O, S 8 4) HI, H 2 O, PH 3
58. Bahan yang manakah mengandungi kedua-dua ikatan kimia ionik dan kovalen?
1) Natrium klorida 2) Hidrogen klorida 3) Natrium sulfat 4) Asid fosforik
59. Ikatan kimia dalam molekul mempunyai watak ionik yang lebih jelas
1) litium bromida 2) kuprum klorida 3) kalsium karbida 4) kalium fluorida
60. Dalam bahan yang manakah semua ikatan kimia kovalen nonpolar?
1) Berlian 2) Karbon monoksida (IV) 3) Emas 4) Metana
61. Wujudkan kesepadanan antara bahan dan jenis sambungan atom dalam bahan ini.
NAMA BAHAN JENIS KOMUNIKASI
1) zink A) ionik
2) nitrogen B) logam
3) ammonia B) polar kovalen
4) kalsium klorida D) nonpolar kovalen
62. Perlawanan
SAMBUNGAN JENIS KOMUNIKASI
1) ionik A) H 2
2) logam B) Va
3) polar kovalen B) HF
4) kovalen nonpolar D) BaF 2
63. Dalam sebatian yang manakah ikatan kovalen antara atom dibentuk oleh mekanisme penerima-penderma? 1) KCl 2) CCl 4 3) NH 4 Cl 4) CaCl 2
64. Nyatakan molekul yang mana tenaga pengikatnya paling tinggi: 1) N≡N 2) H-H 3) O=O 4) H-F
65. Nyatakan molekul yang mempunyai ikatan kimia yang paling kuat: 1) HF 2) HCl 3) HBr 4) HI
Atom, molekul, sifat nuklear
Struktur atom fluorin.
Di tengah-tengah atom terdapat nukleus bercas positif. Terdapat 9 elektron bercas negatif berputar.
Formula elektronik: 1s2;2s2;2p5
m prot. = 1.00783 (amu)
m neutr.= 1.00866 (a.m.u.)
m proton = m elektron
Isotop fluorin.
Isotop: 18F
Ciri ringkas: Kelaziman dalam alam semula jadi: 0%
Bilangan proton dalam nukleus ialah 9. Bilangan neutron dalam nukleus ialah 9. Bilangan nukleon ialah 18. Ikatan E = 931.5(9*m pr.+9*m neutron-M(F18)) = 138.24 (MEV)E khusus = Ikatan E/N nukleon = 7.81 (MEV/nukleon)
Pereputan alfa adalah mustahil Pereputan beta tolak adalah mustahil Pereputan Positron: F(Z=9,M=18)-->O(Z=8,M=18)+e(Z=+1,M=0)+0.28( MeV)Tangkapan elektron: F(Z=9,M=18)+e(Z=-1,M=0)-->O(Z=8,M=18)+1.21(MeV)
Isotop: 19F
Ciri ringkas: Kelaziman dalam alam semula jadi: 100%
Molekul fluorin.
Fluorin bebas terdiri daripada molekul diatomik. Dari sudut pandangan kimia, fluorin boleh dicirikan sebagai bukan logam monovalen, dan, lebih-lebih lagi, yang paling aktif daripada semua bukan logam. Ini disebabkan oleh beberapa sebab, termasuk kemudahan penguraian molekul F2 kepada atom individu - tenaga yang diperlukan untuk ini hanyalah 159 kJ/mol (berbanding 493 kJ/mol untuk O2 dan 242 kJ/mol untuk C12). Atom fluorin mempunyai pertalian elektron yang ketara dan saiz yang agak kecil. Oleh itu, ikatan valens mereka dengan atom unsur lain ternyata lebih kuat daripada ikatan serupa metaloid lain (contohnya, tenaga ikatan H-F ialah - 564 kJ/mol berbanding 460 kJ/mol untuk ikatan H-O dan 431 kJ/mol untuk ikatan H-C1).
Ikatan F-F dicirikan oleh jarak nuklear 1.42 A. Untuk penceraian terma fluorin, data berikut diperoleh melalui pengiraan:
Suhu, °C 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700
Darjah pemisahan, % 5 10-3 0.3 4.2 22 60 88 97 99
Atom fluorin dalam keadaan asasnya mempunyai struktur lapisan elektron luar 2s22p5 dan adalah monovalen. Pengujaan keadaan trivalen yang dikaitkan dengan pemindahan satu elektron 2p ke aras 3s memerlukan kos 1225 kJ/mol dan secara praktikalnya tidak direalisasikan. Pertalian elektron bagi atom fluorin neutral dianggarkan pada 339 kJ/mol. Ion F- dicirikan oleh jejari berkesan 1.33 A dan tenaga penghidratan 485 kJ/mol. Jejari kovalen fluorin biasanya diambil sebagai 71 malam (iaitu, separuh jarak internuklear dalam molekul F2).
Sifat kimia fluorin.
Oleh kerana terbitan fluorida unsur metalloid biasanya sangat meruap, pembentukannya tidak melindungi permukaan metaloid daripada tindakan selanjutnya fluorin. Oleh itu, interaksi selalunya lebih bertenaga berbanding dengan banyak logam. Sebagai contoh, silikon, fosforus dan sulfur menyala dalam gas fluorin. Karbon amorf (arang) berkelakuan serupa, manakala grafit hanya bertindak balas pada haba merah. Fluorin tidak bergabung secara langsung dengan nitrogen dan oksigen.
Fluorin menyingkirkan hidrogen daripada sebatian hidrogen unsur lain. Kebanyakan oksida terurai olehnya, menyesarkan oksigen. Khususnya, air berinteraksi mengikut skema F2 + H2O --> 2 HF + O
Selain itu, atom oksigen yang disesarkan bergabung bukan sahaja antara satu sama lain, tetapi juga sebahagiannya dengan molekul air dan fluorin. Oleh itu, sebagai tambahan kepada gas oksigen, tindak balas ini sentiasa menghasilkan hidrogen peroksida dan fluorin oksida (F2O). Yang terakhir adalah gas kuning pucat yang serupa dengan bau ozon.
Fluorin oksida (atau dikenali sebagai oksigen fluorida - ОF2) boleh didapati dengan menghantar fluorin dalam 0.5 N. larutan NaOH. Tindak balas berjalan mengikut persamaan: 2 F2 + 2 NaOH = 2 NaF + H2O + F2О Tindak balas berikut juga merupakan ciri fluorin:
H2 + F2 = 2HF (dengan letupan)
Topik Pengekod Peperiksaan Negeri Bersatu: Ikatan kimia kovalen, jenis dan mekanisme pembentukannya. Ciri-ciri ikatan kovalen (kekutuban dan tenaga ikatan). Ikatan ionik. Sambungan logam. Ikatan hidrogen
Ikatan kimia intramolekul
Pertama, mari kita lihat ikatan yang timbul antara zarah dalam molekul. Sambungan sedemikian dipanggil intramolekul.
Ikatan kimia antara atom unsur kimia mempunyai sifat elektrostatik dan terbentuk kerana interaksi elektron luar (valens)., pada tahap yang lebih besar atau lebih kecil dipegang oleh nukleus bercas positif atom terikat.
Konsep utama di sini ialah ELEKTRONEGATIVITI. Inilah yang menentukan jenis ikatan kimia antara atom dan sifat ikatan ini.
ialah keupayaan atom untuk menarik (memegang) luaran(valensi) elektron. Keelektronegatifan ditentukan oleh tahap tarikan elektron luar ke nukleus dan bergantung terutamanya pada jejari atom dan cas nukleus.
Keelektronegatifan sukar ditentukan dengan jelas. L. Pauling menyusun jadual elektronegativiti relatif (berdasarkan tenaga ikatan molekul diatomik). Unsur yang paling elektronegatif ialah fluorin dengan makna 4 .
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa dalam sumber yang berbeza anda boleh menemui skala dan jadual nilai elektronegativiti yang berbeza. Ini tidak perlu dibimbangkan, kerana pembentukan ikatan kimia memainkan peranan atom, dan ia adalah lebih kurang sama dalam mana-mana sistem.
Jika salah satu atom dalam ikatan kimia A:B menarik elektron dengan lebih kuat, maka pasangan elektron bergerak ke arahnya. Lebih banyak perbezaan keelektronegatifan atom, semakin banyak pergeseran pasangan elektron.
Jika elektronegativiti atom yang berinteraksi adalah sama atau lebih kurang sama: EO(A)≈EO(B), maka pasangan elektron sepunya tidak beralih kepada mana-mana atom: A: B. Sambungan ini dipanggil kovalen nonpolar.
Jika keelektronegatifan atom yang berinteraksi berbeza, tetapi tidak terlalu banyak (perbezaan keelektronegatifan adalah lebih kurang dari 0.4 hingga 2: 0,4<ΔЭО<2 ), maka pasangan elektron disesarkan ke salah satu atom. Sambungan ini dipanggil polar kovalen .
Jika elektronegativiti atom yang berinteraksi berbeza dengan ketara (perbezaan keelektronegatifan lebih besar daripada 2: ΔEO>2), maka salah satu elektron hampir sepenuhnya dipindahkan ke atom lain, dengan pembentukan ion. Sambungan ini dipanggil ionik.
Jenis asas ikatan kimia − kovalen, ionik Dan logam komunikasi. Mari kita lihat mereka dengan lebih dekat.
Ikatan kimia kovalen
Ikatan kovalen – ia adalah ikatan kimia , terbentuk kerana pembentukan pasangan elektron sepunya A:B . Lebih-lebih lagi, dua atom bertindih orbital atom. Ikatan kovalen terbentuk melalui interaksi atom dengan perbezaan kecil dalam keelektronegatifan (biasanya antara dua bukan logam) atau atom satu unsur.
Sifat asas ikatan kovalen
- fokus,
- ketepuan,
- kekutuban,
- kebolehpolaran.
Sifat ikatan ini mempengaruhi sifat kimia dan fizikal bahan.
Arah komunikasi mencirikan struktur kimia dan bentuk bahan. Sudut antara dua ikatan dipanggil sudut ikatan. Sebagai contoh, dalam molekul air sudut ikatan H-O-H ialah 104.45 o, oleh itu molekul air adalah polar, dan dalam molekul metana sudut ikatan H-C-H ialah 108 o 28′.
Ketepuan ialah keupayaan atom untuk membentuk bilangan ikatan kimia kovalen yang terhad. Bilangan ikatan yang boleh dibentuk oleh atom dipanggil.
Kekutuban ikatan berlaku disebabkan oleh pengagihan ketumpatan elektron yang tidak sekata antara dua atom dengan keelektronegatifan yang berbeza. Ikatan kovalen terbahagi kepada polar dan nonpolar.
Kebolehularan sambungan adalah keupayaan elektron ikatan untuk beralih di bawah pengaruh medan elektrik luar(khususnya, medan elektrik zarah lain). Kebolehpolaran bergantung pada mobiliti elektron. Semakin jauh elektron dari nukleus, semakin mudah ia bergerak, dan oleh itu molekulnya lebih terpolarisasi.
Ikatan kimia nonpolar kovalen
Terdapat 2 jenis ikatan kovalen - POLAR Dan BUKAN POLAR .
Contoh . Mari kita pertimbangkan struktur molekul hidrogen H2. Setiap atom hidrogen dalam aras tenaga luarnya membawa 1 elektron tidak berpasangan. Untuk memaparkan atom, kami menggunakan struktur Lewis - ini adalah gambar rajah struktur tahap tenaga luar atom, apabila elektron ditunjukkan oleh titik. Model struktur titik Lewis agak membantu apabila bekerja dengan unsur-unsur tempoh kedua.
H. + . H = H:H
Oleh itu, molekul hidrogen mempunyai satu pasangan elektron yang dikongsi dan satu ikatan kimia H–H. Pasangan elektron ini tidak beralih kepada mana-mana atom hidrogen, kerana Atom hidrogen mempunyai keelektronegatifan yang sama. Sambungan ini dipanggil kovalen nonpolar .
Ikatan nonpolar (simetri) kovalen ialah ikatan kovalen yang dibentuk oleh atom dengan keelektronegatifan yang sama (biasanya bukan logam yang sama) dan, oleh itu, dengan taburan seragam ketumpatan elektron antara nukleus atom.
Momen dipol bagi ikatan bukan kutub ialah 0.
Contoh: H 2 (H-H), O 2 (O=O), S 8.
Ikatan kimia polar kovalen
Ikatan polar kovalen ialah ikatan kovalen yang berlaku antara atom dengan keelektronegatifan yang berbeza (biasanya pelbagai bukan logam) dan dicirikan anjakan pasangan elektron berkongsi kepada atom yang lebih elektronegatif (polarisasi).
Ketumpatan elektron dialihkan kepada atom yang lebih elektronegatif - oleh itu, cas negatif separa (δ-) muncul padanya, dan cas positif separa (δ+, delta +) muncul pada atom kurang elektronegatif.
Semakin besar perbezaan keelektronegatifan atom, semakin tinggi kekutuban sambungan dan banyak lagi momen dipol . Daya tarikan tambahan bertindak antara molekul bersebelahan dan cas berlawanan tanda, yang meningkat kekuatan komunikasi.
Kekutuban ikatan mempengaruhi sifat fizikal dan kimia sebatian. Mekanisme tindak balas dan juga kereaktifan ikatan jiran bergantung kepada kekutuban ikatan. Kekutuban sambungan sering menentukan kekutuban molekul dan dengan itu secara langsung mempengaruhi sifat fizikal seperti takat didih dan takat lebur, keterlarutan dalam pelarut polar.
Contoh: HCl, CO 2, NH 3.
Mekanisme pembentukan ikatan kovalen
Ikatan kimia kovalen boleh berlaku melalui 2 mekanisme:
1. Mekanisme pertukaran pembentukan ikatan kimia kovalen adalah apabila setiap zarah menyediakan satu elektron tidak berpasangan untuk membentuk pasangan elektron sepunya:
A . + . B= A:B
2. Pembentukan ikatan kovalen ialah mekanisme di mana salah satu zarah menyediakan pasangan elektron tunggal, dan zarah lain menyediakan orbital kosong untuk pasangan elektron ini:
A: + B= A:B
Dalam kes ini, salah satu atom menyediakan pasangan elektron tunggal ( penderma), dan atom lain menyediakan orbital kosong untuk pasangan itu ( penerima). Hasil daripada pembentukan kedua-dua ikatan, tenaga elektron berkurangan, i.e. ini bermanfaat untuk atom.
Ikatan kovalen yang dibentuk oleh mekanisme penerima-penderma tiada beza dalam sifat daripada ikatan kovalen lain yang dibentuk oleh mekanisme pertukaran. Pembentukan ikatan kovalen oleh mekanisme penderma-penerima adalah tipikal untuk atom sama ada dengan bilangan elektron yang besar pada tahap tenaga luar (penderma elektron), atau, sebaliknya, dengan bilangan elektron yang sangat kecil (penerima elektron). Keupayaan valens atom dibincangkan dengan lebih terperinci dalam bahagian yang sepadan.
Ikatan kovalen dibentuk oleh mekanisme penerima-penderma:
- dalam molekul karbon monoksida CO(ikatan dalam molekul adalah tiga kali ganda, 2 ikatan dibentuk oleh mekanisme pertukaran, satu oleh mekanisme penderma-penerima): C≡O;
- V ion ammonium NH 4 +, dalam ion amina organik, sebagai contoh, dalam ion metilammonium CH 3 -NH 2 + ;
- V sebatian kompleks, ikatan kimia antara atom pusat dan kumpulan ligan, contohnya, dalam ikatan natrium tetrahidroksoaluminate Na antara ion aluminium dan hidroksida;
- V asid nitrik dan garamnya- nitrat: HNO 3, NaNO 3, dalam beberapa sebatian nitrogen lain;
- dalam molekul ozon O3.
Ciri asas ikatan kovalen
Ikatan kovalen biasanya terbentuk antara atom bukan logam. Ciri-ciri utama ikatan kovalen ialah panjang, tenaga, kepelbagaian dan arah.
Kepelbagaian ikatan kimia
Kepelbagaian ikatan kimia - Ini bilangan pasangan elektron yang dikongsi antara dua atom dalam sebatian. Kepelbagaian ikatan boleh ditentukan dengan mudah daripada nilai atom yang membentuk molekul.
Contohnya , dalam molekul hidrogen H 2 kepelbagaian ikatan ialah 1, kerana Setiap hidrogen mempunyai hanya 1 elektron tidak berpasangan dalam tahap tenaga luarnya, oleh itu satu pasangan elektron dikongsi terbentuk.
Dalam molekul oksigen O2, kepelbagaian ikatan ialah 2, kerana Setiap atom pada aras tenaga luar mempunyai 2 elektron tidak berpasangan: O=O.
Dalam molekul nitrogen N2, kepelbagaian ikatan ialah 3, kerana Di antara setiap atom terdapat 3 elektron tidak berpasangan pada tahap tenaga luar, dan atom membentuk 3 pasangan elektron biasa N≡N.
Panjang ikatan kovalen
Panjang ikatan kimia
ialah jarak antara pusat nukleus atom yang membentuk ikatan. Ia ditentukan oleh kaedah fizikal eksperimen. Panjang ikatan boleh dianggarkan lebih kurang menggunakan peraturan aditiviti, mengikut mana panjang ikatan dalam molekul AB adalah lebih kurang sama dengan separuh jumlah panjang ikatan dalam molekul A 2 dan B 2: 
Panjang ikatan kimia boleh dianggarkan secara kasar mengikut jejari atom membentuk ikatan, atau dengan kepelbagaian komunikasi, jika jejari atom tidak begitu berbeza.
Apabila jejari atom yang membentuk ikatan bertambah, panjang ikatan akan bertambah.
Contohnya
Apabila kepelbagaian ikatan antara atom bertambah (jejari atomnya tidak berbeza atau berbeza sedikit sahaja), panjang ikatan akan berkurangan.
Contohnya . Dalam siri: C–C, C=C, C≡C, panjang ikatan berkurangan.
Tenaga komunikasi
Ukuran kekuatan ikatan kimia ialah tenaga ikatan. Tenaga komunikasi ditentukan oleh tenaga yang diperlukan untuk memutuskan ikatan dan mengeluarkan atom-atom yang membentuk ikatan itu pada jarak yang tidak terhingga antara satu sama lain.
Ikatan kovalen ialah sangat tahan lama. Tenaganya berjulat dari beberapa puluh hingga beberapa ratus kJ/mol. Semakin tinggi tenaga ikatan, semakin besar kekuatan ikatan, dan sebaliknya.
Kekuatan ikatan kimia bergantung pada panjang ikatan, kekutuban ikatan, dan kepelbagaian ikatan. Semakin lama ikatan kimia, semakin mudah ia putus, dan semakin rendah tenaga ikatan, semakin rendah kekuatannya. Semakin pendek ikatan kimia, semakin kuat, dan semakin besar tenaga ikatan.
Contohnya, dalam siri sebatian HF, HCl, HBr dari kiri ke kanan, kekuatan ikatan kimia berkurangan, kerana Panjang sambungan bertambah.
Ikatan kimia ionik
Ikatan ionik ialah ikatan kimia berdasarkan tarikan elektrostatik ion.
Ion terbentuk dalam proses menerima atau menderma elektron oleh atom. Sebagai contoh, atom semua logam dengan lemah menahan elektron dari aras tenaga luar. Oleh itu, atom logam dicirikan oleh sifat pemulihan- keupayaan untuk menderma elektron.
Contoh. Atom natrium mengandungi 1 elektron pada tahap tenaga 3. Dengan mudah melepaskannya, atom natrium membentuk ion Na + yang lebih stabil, dengan konfigurasi elektron neon gas mulia Ne. Ion natrium mengandungi 11 proton dan hanya 10 elektron, jadi jumlah cas ion ialah -10+11 = +1:
+11Na) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 Na +) 2 ) 8
Contoh. Atom klorin dalam aras tenaga luarnya mengandungi 7 elektron. Untuk memperoleh konfigurasi atom argon lengai Ar yang stabil, klorin perlu mendapat 1 elektron. Selepas menambah elektron, ion klorin stabil yang terdiri daripada elektron terbentuk. Jumlah cas ion ialah -1:
+17Cl) 2 ) 8 ) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8
Sila ambil perhatian:
- Sifat ion berbeza dengan sifat atom!
- Ion stabil boleh terbentuk bukan sahaja atom, tetapi juga kumpulan atom. Contohnya: ion ammonium NH 4 +, ion sulfat SO 4 2-, dsb. Ikatan kimia yang terbentuk oleh ion tersebut juga dianggap sebagai ionik;
- Ikatan ionik biasanya terbentuk antara satu sama lain logam Dan bukan logam(kumpulan bukan logam);
Ion yang terhasil tertarik kerana tarikan elektrik: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.
Mari kita ringkaskan secara visual perbezaan antara jenis ikatan kovalen dan ion:
Ikatan kimia logam
Sambungan logam ialah sambungan yang terbentuk secara relatif elektron bebas antara ion logam, membentuk kekisi kristal.
Atom logam biasanya terletak pada tahap tenaga luar satu hingga tiga elektron. Jejari atom logam, sebagai peraturan, adalah besar - oleh itu, atom logam, tidak seperti bukan logam, melepaskan elektron luarnya dengan mudah, i.e. adalah agen penurunan yang kuat
Interaksi antara molekul
Secara berasingan, adalah wajar mempertimbangkan interaksi yang timbul antara molekul individu dalam bahan - interaksi antara molekul . Interaksi antara molekul ialah sejenis interaksi antara atom neutral di mana tiada ikatan kovalen baru muncul. Daya interaksi antara molekul telah ditemui oleh Van der Waals pada tahun 1869, dan dinamakan sempena namanya. Pasukan Van dar Waals. Pasukan Van der Waals terbahagi kepada orientasi, induksi Dan tersebar . Tenaga interaksi antara molekul jauh lebih rendah daripada tenaga ikatan kimia.
Daya tarikan orientasi berlaku antara molekul polar (interaksi dipol-dipol). Daya ini berlaku di antara molekul polar. Interaksi induktif ialah interaksi antara molekul polar dan molekul bukan polar. Molekul nonpolar terkutub disebabkan oleh tindakan kutub, yang menghasilkan tarikan elektrostatik tambahan.
Jenis interaksi antara molekul yang istimewa ialah ikatan hidrogen. - ini adalah ikatan kimia antara molekul (atau intramolekul) yang timbul antara molekul yang mempunyai ikatan kovalen sangat polar - H-F, H-O atau H-N. Sekiranya terdapat ikatan sedemikian dalam molekul, maka antara molekul akan ada daya tarikan tambahan .
Mekanisme pendidikan ikatan hidrogen adalah sebahagian daripada elektrostatik dan sebahagian lagi penerima penderma. Dalam kes ini, penderma pasangan elektron ialah atom unsur elektronegatif kuat (F, O, N), dan penerima ialah atom hidrogen yang disambungkan kepada atom ini. Ikatan hidrogen dicirikan oleh fokus di angkasa dan ketepuan
Ikatan hidrogen boleh ditunjukkan dengan titik: H ··· O. Semakin besar keelektronegatifan atom yang disambungkan kepada hidrogen, dan semakin kecil saiznya, semakin kuat ikatan hidrogen. Ia adalah tipikal terutamanya untuk sambungan fluorin dengan hidrogen , serta kepada oksigen dan hidrogen , sedikit sebanyak nitrogen dengan hidrogen .
Ikatan hidrogen berlaku antara bahan berikut:
— hidrogen fluorida HF(gas, larutan hidrogen fluorida dalam air - asid hidrofluorik), air H 2 O (wap, ais, air cecair):
— larutan ammonia dan amina organik- antara ammonia dan molekul air;
— sebatian organik yang mempunyai ikatan O-H atau N-H: alkohol, asid karboksilik, amina, asid amino, fenol, anilin dan terbitannya, protein, larutan karbohidrat - monosakarida dan disakarida.
Ikatan hidrogen mempengaruhi sifat fizikal dan kimia bahan. Oleh itu, tarikan tambahan antara molekul menyukarkan bahan untuk mendidih. Bahan dengan ikatan hidrogen menunjukkan peningkatan yang tidak normal dalam takat didih.
Contohnya Sebagai peraturan, dengan peningkatan berat molekul, peningkatan takat didih bahan diperhatikan. Walau bagaimanapun, dalam beberapa bahan H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te kita tidak melihat perubahan linear dalam takat didih.
Iaitu, di takat didih air adalah luar biasa tinggi - tidak kurang daripada -61 o C, seperti yang ditunjukkan oleh garis lurus kepada kita, tetapi lebih banyak lagi, +100 o C. Anomali ini dijelaskan oleh kehadiran ikatan hidrogen antara molekul air. Oleh itu, dalam keadaan normal (0-20 o C) air adalah cecair mengikut keadaan fasa.
Tugasan No 1
Daripada senarai yang disediakan, pilih dua sebatian yang mengandungi ikatan kimia ionik.
- 1. Ca(ClO 2) 2
- 2. HClO 3
- 3.NH4Cl
- 4. HClO 4
- 5.Cl2O7
Jawapan: 13
Dalam kebanyakan kes, kehadiran jenis ikatan ionik dalam sebatian boleh ditentukan oleh fakta bahawa unit strukturnya secara serentak termasuk atom logam biasa dan atom bukan logam.
Berdasarkan ciri ini, kami menetapkan bahawa terdapat ikatan ionik dalam bilangan kompaun 1 - Ca(ClO 2) 2, kerana dalam formulanya anda boleh melihat atom kalsium logam biasa dan atom bukan logam - oksigen dan klorin.
Walau bagaimanapun, tiada lagi sebatian yang mengandungi kedua-dua atom logam dan bukan logam dalam senarai ini.
Antara sebatian yang ditunjukkan dalam tugas itu ialah ammonium klorida, di mana ikatan ion direalisasikan antara kation ammonium NH 4 + dan ion klorida Cl −.
Tugasan No. 2
Daripada senarai yang disediakan, pilih dua sebatian di mana jenis ikatan kimia adalah sama seperti dalam molekul fluorin.
1) oksigen
2) nitrik oksida (II)
3) hidrogen bromida
4) natrium iodida
Tulis nombor sambungan yang dipilih dalam medan jawapan.
Jawapan: 15
Molekul fluorin (F2) terdiri daripada dua atom satu unsur kimia bukan logam, oleh itu ikatan kimia dalam molekul ini adalah kovalen, bukan kutub.
Ikatan nonpolar kovalen hanya boleh direalisasikan antara atom unsur kimia bukan logam yang sama.
Daripada pilihan yang dicadangkan, hanya oksigen dan berlian mempunyai jenis ikatan nonpolar kovalen. Molekul oksigen adalah diatomik, terdiri daripada atom satu unsur kimia bukan logam. Berlian mempunyai struktur atom dan dalam strukturnya, setiap atom karbon, yang merupakan bukan logam, terikat kepada 4 atom karbon lain.
Nitrik oksida (II) ialah bahan yang terdiri daripada molekul yang dibentuk oleh atom dua bukan logam yang berbeza. Oleh kerana keelektronegatifan atom yang berbeza sentiasa berbeza, pasangan elektron yang dikongsi dalam molekul adalah berat sebelah ke arah unsur yang lebih elektronegatif, dalam kes ini oksigen. Oleh itu, ikatan dalam molekul NO adalah kovalen polar.
Hidrogen bromida juga terdiri daripada molekul diatomik yang terdiri daripada atom hidrogen dan bromin. Pasangan elektron kongsi yang membentuk ikatan H-Br dialihkan ke arah atom bromin yang lebih elektronegatif. Ikatan kimia dalam molekul HBr juga kovalen polar.
Natrium iodida adalah bahan struktur ionik yang dibentuk oleh kation logam dan anion iodida. Ikatan dalam molekul NaI terbentuk kerana pemindahan elektron daripada 3 s-orbital atom natrium (atom natrium ditukar menjadi kation) kepada kurang terisi 5 hlm-orbital atom iodin (atom iodin bertukar menjadi anion). Ikatan kimia ini dipanggil ion.
Tugasan No. 3
Daripada senarai yang disediakan, pilih dua bahan yang molekulnya membentuk ikatan hidrogen.
- 1. C 2 H 6
- 2. C 2 H 5 OH
- 3.H2O
- 4. CH 3 OCH 3
- 5. CH 3 COCH 3
Tulis nombor sambungan yang dipilih dalam medan jawapan.
Jawapan: 23
Penjelasan:
Ikatan hidrogen berlaku dalam bahan dengan struktur molekul yang mengandungi ikatan kovalen H-O, H-N, H-F. Itu. ikatan kovalen atom hidrogen dengan atom tiga unsur kimia dengan keelektronegatifan tertinggi.
Oleh itu, jelas, terdapat ikatan hidrogen antara molekul:
2) alkohol
3) fenol
4) asid karboksilik
5) ammonia
6) amina primer dan sekunder
7) asid hidrofluorik
Tugasan No. 4
Daripada senarai yang disediakan, pilih dua sebatian dengan ikatan kimia ionik.
- 1.PCl 3
- 2.CO2
- 3. NaCl
- 4.H2S
- 5. MgO
Tulis nombor sambungan yang dipilih dalam medan jawapan.
Jawapan: 35
Penjelasan:
Dalam kebanyakan kes, kesimpulan tentang kehadiran jenis ikatan ionik dalam sebatian boleh dibuat daripada fakta bahawa unit struktur bahan secara serentak termasuk atom logam biasa dan atom bukan logam.
Berdasarkan ciri ini, kami menetapkan bahawa terdapat ikatan ionik dalam sebatian bernombor 3 (NaCl) dan 5 (MgO).
Nota*
Sebagai tambahan kepada ciri di atas, kehadiran ikatan ionik dalam sebatian boleh dikatakan jika unit strukturnya mengandungi kation ammonium (NH 4 +) atau analog organiknya - kation alkilammonium RNH 3 +, dialkylammonium R 2 NH 2 +, kation trialkylammonium R 3 NH + atau tetraalkylammonium R 4 N +, dengan R ialah beberapa radikal hidrokarbon. Sebagai contoh, jenis ikatan ionik berlaku dalam sebatian (CH 3) 4 NCl antara kation (CH 3) 4 + dan ion klorida Cl −.
Tugasan No. 5
Daripada senarai yang disediakan, pilih dua bahan dengan jenis struktur yang sama.
4) garam meja
Tulis nombor sambungan yang dipilih dalam medan jawapan.
Jawapan: 23
Tugasan No. 8
Daripada senarai yang dicadangkan, pilih dua bahan struktur bukan molekul.
2) oksigen
3) fosforus putih
5) silikon
Tulis nombor sambungan yang dipilih dalam medan jawapan.
Jawapan: 45
Tugasan No. 11
Daripada senarai yang dicadangkan, pilih dua bahan yang molekulnya mengandungi ikatan berganda antara atom karbon dan oksigen.
3) formaldehid
4) asid asetik
5) gliserin
Tulis nombor sambungan yang dipilih dalam medan jawapan.
Jawapan: 34
Tugasan No. 14
Daripada senarai yang disediakan, pilih dua bahan dengan ikatan ionik.
1) oksigen
3) karbon monoksida (IV)
4) natrium klorida
5) kalsium oksida
Tulis nombor sambungan yang dipilih dalam medan jawapan.
Jawapan: 45
Tugasan No. 15
Daripada senarai yang dicadangkan, pilih dua bahan dengan jenis kekisi kristal yang sama seperti berlian.
1) silika SiO 2
2) natrium oksida Na 2 O
3) karbon monoksida CO
4) fosforus putih P 4
5) silikon Si
Tulis nombor sambungan yang dipilih dalam medan jawapan.
Jawapan: 15
Tugasan No. 20
Daripada senarai yang disediakan, pilih dua bahan yang molekulnya mempunyai satu ikatan rangkap tiga.
- 1. HCOOH
- 2.HCOH
- 3. C 2 H 4
- 4. N 2
- 5. C 2 H 2
Tulis nombor sambungan yang dipilih dalam medan jawapan.
Jawapan: 45
Penjelasan:
Untuk mencari jawapan yang betul, mari kita lukiskan formula struktur sebatian daripada senarai yang dibentangkan:
Oleh itu, kita melihat bahawa terdapat ikatan rangkap tiga dalam molekul nitrogen dan asetilena. Itu. jawapan betul 45
Tugasan No. 21
Daripada senarai yang dicadangkan, pilih dua bahan yang molekulnya mengandungi ikatan nonpolar kovalen.
Fluorin bebas terdiri daripada molekul diatomik. Dari sudut pandangan kimia, fluorin boleh dicirikan sebagai bukan logam monovalen, dan, lebih-lebih lagi, yang paling aktif daripada semua bukan logam.
Ini disebabkan oleh beberapa sebab, termasuk kemudahan penguraian molekul F 2 kepada atom individu - tenaga yang diperlukan untuk ini hanyalah 159 kJ/mol (berbanding 493 kJ/mol untuk O 2 dan 242 kJ/mol untuk C 12). Atom fluorin mempunyai pertalian elektron yang ketara dan saiz yang agak kecil. Oleh itu, ikatan valens mereka dengan atom unsur lain ternyata lebih kuat daripada ikatan serupa metaloid lain (contohnya, tenaga ikatan H-F ialah - 564 kJ/mol berbanding 460 kJ/mol untuk ikatan H-O dan 431 kJ/mol untuk ikatan H-C1).
Ikatan F-F dicirikan oleh jarak nuklear 1.42 A. Untuk penceraian terma fluorin, data berikut diperoleh melalui pengiraan:
Pertalian elektron bagi atom fluorin neutral dianggarkan pada 339 kJ/mol. Ion F - dicirikan oleh jejari berkesan 1.33 A dan tenaga penghidratan 485 kJ/mol. Jejari kovalen fluorin biasanya diambil sebagai 71 malam (iaitu, separuh jarak internuklear dalam molekul F 2).
Ikatan kimia ialah fenomena elektronik di mana sekurang-kurangnya satu elektron, yang berada dalam medan daya nukleusnya, mendapati dirinya dalam medan daya nukleus lain atau beberapa nukleus pada masa yang sama.
Kebanyakan bahan ringkas dan semua bahan kompleks (sebatian) terdiri daripada atom yang berinteraksi antara satu sama lain dengan cara tertentu. Dengan kata lain, ikatan kimia diwujudkan antara atom. Apabila ikatan kimia terbentuk, tenaga sentiasa dibebaskan, iaitu tenaga zarah yang terhasil mestilah kurang daripada jumlah tenaga zarah asal.
Peralihan elektron dari satu atom ke atom yang lain, menghasilkan pembentukan ion bermuatan bertentangan dengan konfigurasi elektronik yang stabil, yang antaranya diwujudkan tarikan elektrostatik, adalah model ikatan ionik yang paling mudah:
X → X ++ e - ; Y + e - → Y - ; X+Y-
Hipotesis pembentukan ion dan berlakunya tarikan elektrostatik di antara mereka pertama kali dinyatakan oleh saintis Jerman W. Kossel (1916).
Satu lagi model komunikasi ialah perkongsian elektron oleh dua atom, yang juga menghasilkan pembentukan konfigurasi elektronik yang stabil. Ikatan sedemikian dipanggil kovalen; teorinya mula dikembangkan pada tahun 1916 oleh saintis Amerika G. Lewis.
Perkara biasa dalam kedua-dua teori ialah pembentukan zarah dengan konfigurasi elektronik yang stabil bertepatan dengan konfigurasi elektronik gas mulia.
Sebagai contoh, semasa pembentukan litium fluorida, mekanisme ionik pembentukan ikatan direalisasikan. Atom litium (3 Li 1s 2 2s 1) kehilangan elektron dan menjadi kation (3 Li + 1s 2) dengan konfigurasi elektron helium. Fluorin (9 F 1s 2 2s 2 2p 5) menerima elektron, membentuk anion (9 F - 1s 2 2s 2 2p 6) dengan konfigurasi elektron neon. Daya tarikan elektrostatik berlaku di antara ion litium Li + dan ion fluorin F -, yang menyebabkan sebatian baru terbentuk - litium fluorida.
Apabila hidrogen fluorida terbentuk, satu-satunya elektron atom hidrogen (1s) dan elektron tidak berpasangan atom fluorin (2p) mendapati diri mereka berada dalam medan tindakan kedua-dua nukleus - atom hidrogen dan atom fluorin. Dengan cara ini, pasangan elektron biasa muncul, yang bermaksud pengagihan semula ketumpatan elektron dan penampilan ketumpatan elektron maksimum. Akibatnya, dua elektron kini dikaitkan dengan nukleus atom hidrogen (konfigurasi elektronik atom helium), dan lapan elektron tahap tenaga luar kini dikaitkan dengan nukleus fluorin (konfigurasi elektronik atom neon):
Ia ditunjukkan oleh satu baris antara simbol unsur: H-F.Ikatan yang dibuat melalui sepasang elektron dipanggil ikatan tunggal.
Pembentukan kulit dua elektron antara ion litium dan atom hidrogen adalah kes khas.Kecenderungan untuk membentuk petala lapan elektron yang stabil dengan memindahkan elektron dari satu atom ke atom lain (ikatan ionik) atau berkongsi elektron (ikatan kovalen) dipanggil peraturan oktet.
Walau bagaimanapun, terdapat sebatian yang tidak memenuhi peraturan ini. Contohnya, atom berilium dalam berilium fluorida BeF 2 hanya mempunyai petala empat elektron; enam kulit elektron adalah ciri atom boron (titik menunjukkan elektron tahap tenaga luar):
Pada masa yang sama, dalam sebatian seperti fosforus(V) klorida dan sulfur(VI) fluorida, iodin(VII) fluorida, kulit elektron atom pusat mengandungi lebih daripada lapan elektron (fosforus - 10; sulfur - 12; iodin - 14):
Kebanyakan sebatian unsur-d juga tidak mengikut peraturan oktet.
Dalam semua contoh yang dibentangkan di atas, ikatan kimia terbentuk antara atom unsur yang berbeza; ia dipanggil heteroatomik. Walau bagaimanapun, ikatan kovalen juga boleh terbentuk antara atom yang sama. Sebagai contoh, molekul hidrogen terbentuk dengan berkongsi 15 elektron daripada setiap atom hidrogen, menyebabkan setiap atom memperoleh konfigurasi elektronik yang stabil bagi dua elektron. Oktet terbentuk apabila molekul bahan ringkas lain, contohnya fluorin, terbentuk:
Pembentukan ikatan kimia juga boleh dilakukan dengan berkongsi empat atau enam elektron. Dalam kes pertama, ikatan berganda terbentuk, iaitu dua pasangan elektron umum dalam yang kedua, ikatan rangkap tiga terbentuk (tiga pasangan elektron umum).
Contohnya, apabila molekul nitrogen N2 terbentuk, ikatan kimia terbentuk dengan berkongsi enam elektron: tiga elektron p tidak berpasangan daripada setiap atom. Untuk mencapai konfigurasi lapan elektron, tiga pasangan elektron biasa dibentuk:
Ikatan berganda ditunjukkan dengan dua sengkang, ikatan rangkap tiga dengan tiga. Molekul nitrogen N2 boleh diwakili seperti berikut: N≡N.
Dalam molekul diatomik yang dibentuk oleh atom satu unsur, ketumpatan elektron maksimum terletak di tengah-tengah garis internuklear. Oleh kerana pemisahan cas tidak berlaku antara atom, ikatan kovalen jenis ini dipanggil nonpolar. Ikatan heteroatomik sentiasa polar pada satu darjah atau yang lain, kerana ketumpatan elektron maksimum dialihkan ke arah salah satu atom, kerana ia memperoleh cas negatif separa (ditandakan σ-). Atom dari mana ketumpatan elektron maksimum disesarkan memperoleh cas positif separa (ditandakan σ+). Zarah neutral elektrik di mana pusat separa negatif dan separa cas positif tidak bertepatan dalam ruang dipanggil dipol. Kekutuban ikatan diukur dengan momen dipol (μ), yang berkadar terus dengan magnitud cas dan jarak antara mereka.
nasi. Perwakilan skematik bagi dipol
Senarai sastera terpakai
- Popkov V. A., Puzakov S. A. Kimia am: buku teks. - M.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 hlm.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Dengan. 32-35]
Pada tahun 1916, teori struktur molekul pertama yang sangat mudah dicadangkan, yang menggunakan perwakilan elektronik: teori ahli kimia fizikal Amerika G. Lewis (1875-1946) dan saintis Jerman W. Kossel. Menurut teori Lewis, pembentukan ikatan kimia dalam molekul diatomik melibatkan elektron valens dua atom sekaligus. Oleh itu, sebagai contoh, dalam molekul hidrogen, bukannya garis valens, mereka mula menarik pasangan elektron membentuk ikatan kimia:
Ikatan kimia yang dibentuk oleh pasangan elektron dipanggil ikatan kovalen. Molekul hidrogen fluorida digambarkan seperti berikut:
Perbezaan antara molekul bahan ringkas (H2, F2, N2, O2) dan molekul bahan kompleks (HF, NO, H2O, NH3) ialah yang pertama tidak mempunyai momen dipol, manakala yang kedua ada. Momen dipol m ditakrifkan sebagai hasil darab nilai mutlak cas q dan jarak antara dua cas bertentangan r:
Momen dipol m molekul diatomik boleh ditentukan dengan dua cara. Pertama, kerana molekul adalah neutral elektrik, jumlah cas positif molekul Z" diketahui (ia bersamaan dengan jumlah cas nukleus atom: Z" = ZA + ZB).
Mengetahui semula jarak antara nuklear, seseorang boleh menentukan lokasi pusat graviti cas positif molekul. Nilai m molekul didapati daripada eksperimen. Oleh itu, anda boleh mencari r" - jarak antara pusat graviti bagi cas positif dan jumlah negatif molekul:
Kedua, kita boleh mengandaikan bahawa apabila pasangan elektron yang membentuk ikatan kimia disesarkan kepada salah satu atom, beberapa lebihan cas negatif -q" muncul pada atom ini dan cas +q" muncul pada atom kedua. Jarak antara atom ialah semula: Momen dipol molekul HF adalah sama dengan 6.4H 10-30 ClH m, jarak internuklear H-F ialah 0.917H 10-10 m Pengiraan q" memberi: q" = 0.4 cas asas (iaitu, cas elektron). Sebaik sahaja lebihan cas negatif muncul pada atom fluorin, ini bermakna pasangan elektron yang membentuk ikatan kimia dalam molekul HF dialihkan ke arah atom fluorin. Ikatan kimia ini dipanggil ikatan kovalen polar..
Molekul jenis A2 tidak mempunyai momen dipol. Ikatan kimia yang dibentuk oleh molekul ini dipanggil ikatan nonpolar kovalen Teori Kossel.
Jika kita menentukan momen dipol molekul MeX secara berpasangan, ternyata cas daripada atom logam tidak dipindahkan sepenuhnya kepada atom bukan logam, dan ikatan kimia dalam molekul tersebut lebih baik digambarkan sebagai ikatan kovalen, sangat kutub. . Kation logam positif Me+ dan anion negatif atom bukan logam X- biasanya wujud di tapak kekisi kristal bagi hablur bahan-bahan ini. Tetapi dalam kes ini, setiap ion logam positif pertama sekali secara elektrostatik berinteraksi dengan anion bukan logam yang paling dekat dengannya, kemudian dengan kation logam, dsb. Iaitu, dalam kristal ionik, ikatan kimia dipisahkan dan setiap ion akhirnya berinteraksi dengan semua ion lain yang termasuk dalam kristal, yang merupakan molekul gergasi.
Bersama-sama dengan ciri-ciri atom yang ditakrifkan dengan jelas, seperti caj nukleus atom, potensi pengionan, pertalian elektron, ciri yang kurang jelas juga digunakan dalam kimia. Salah satunya ialah keelektronegatifan. Ia diperkenalkan ke dalam sains oleh ahli kimia Amerika L. Pauling. Mula-mula, mari kita pertimbangkan data tentang potensi pengionan pertama dan pertalian elektron untuk unsur-unsur tiga tempoh pertama.
Keteraturan dalam potensi pengionan dan pertalian elektron dijelaskan sepenuhnya oleh struktur kulit elektron valens atom. Afiniti elektron bagi atom nitrogen terpencil jauh lebih rendah daripada atom logam alkali, walaupun nitrogen ialah bukan logam aktif. Dalam molekul, apabila berinteraksi dengan atom unsur kimia lain, nitrogen membuktikan bahawa ia adalah bukan logam aktif. Inilah yang cuba dilakukan oleh L. Pauling dengan memperkenalkan "keelektronegatifan" sebagai keupayaan atom unsur kimia untuk menyesarkan pasangan elektron ke arah diri mereka sendiri apabila membentuk ikatan polar kovalen. Skala keelektronegatifan untuk unsur kimia telah dicadangkan oleh L. Pauling. Beliau mengaitkan keelektronegatifan tertinggi dalam unit tanpa dimensi konvensional kepada fluorin - 4.0, oksigen - 3.5, klorin dan nitrogen - 3.0, bromin - 2.8. Sifat perubahan keelektronegatifan atom sepenuhnya sepadan dengan hukum yang dinyatakan dalam Jadual Berkala. Oleh itu, penerapan konsep " keelektronegatifan
“Cuma menterjemah ke dalam bahasa lain pola-pola dalam perubahan sifat-sifat logam dan bukan logam yang telah dicerminkan dalam Jadual Berkala.. Pada tapak kekisi dalam kristal terdapat atom atau ion positif logam. Elektron atom logam tersebut dari mana ion positif terbentuk, dalam bentuk gas elektron, terletak di ruang antara nod kekisi kristal dan tergolong dalam semua atom dan ion.Mereka menentukan ciri kilauan logam, kekonduksian elektrik yang tinggi dan kekonduksian haba logam. taip.
ikatan kimia, yang dijalankan oleh elektron yang dikongsi dalam kristal logam, dipanggil
ikatan logam
Pada tahun 1819, saintis Perancis P. Dulong dan A. Petit secara eksperimen menetapkan bahawa kapasiti haba molar hampir semua logam dalam keadaan kristal ialah 25 J/mol. Sekarang kita boleh menerangkan dengan mudah mengapa ini berlaku. Atom logam dalam nod kekisi kristal sentiasa bergerak - mereka melakukan pergerakan berayun. Pergerakan kompleks ini boleh diuraikan kepada tiga pergerakan berayun ringkas dalam tiga satah saling berserenjang. Setiap gerakan berayun mempunyai tenaga sendiri dan hukum perubahannya sendiri dengan peningkatan suhu - kapasiti habanya sendiri.
Nilai had kapasiti haba untuk sebarang gerakan getaran atom adalah sama dengan R - Pemalar Gas Sejagat. Tiga pergerakan getaran bebas atom dalam kristal akan sepadan dengan kapasiti haba bersamaan dengan 3R. Apabila logam dipanaskan, bermula dari suhu yang sangat rendah, kapasiti haba mereka meningkat daripada sifar. Pada suhu bilik dan lebih tinggi, kapasiti haba kebanyakan logam mencapai nilai maksimumnya - 3R.
Fluorin dan sebatiannya digunakan secara meluas, termasuk untuk pengeluaran farmaseutikal, agrokimia, bahan api dan pelincir dan tekstil. digunakan untuk goresan kaca, dan plasma fluorin digunakan untuk pengeluaran semikonduktor dan bahan lain. Kepekatan ion F yang rendah dalam ubat gigi dan air minuman boleh membantu mencegah karies gigi, manakala kepekatan yang lebih tinggi terdapat dalam beberapa racun serangga. Banyak anestetik am adalah derivatif hidrofluorokarbon. Isotop 18F ialah sumber positron untuk pengimejan perubatan menggunakan tomografi pelepasan positron, dan uranium heksafluorida digunakan untuk memisahkan isotop uranium dan menghasilkannya untuk loji kuasa nuklear.
Sejarah penemuan
Mineral yang mengandungi sebatian fluorin telah diketahui bertahun-tahun sebelum pengasingan unsur kimia ini. Sebagai contoh, mineral fluorspar (atau fluorit), yang terdiri daripada kalsium fluorida, telah diterangkan pada tahun 1530 oleh George Agricola. Dia menyedari bahawa ia boleh digunakan sebagai fluks, bahan yang membantu menurunkan takat lebur logam atau bijih dan membantu membersihkan logam yang dikehendaki. Oleh itu, fluorin mendapat nama Latinnya daripada perkataan fluere ("mengalir").
Pada tahun 1670, peniup kaca Heinrich Schwanhard mendapati bahawa kaca telah terukir oleh kalsium fluorida (fluorspar) yang dirawat dengan asid. Karl Scheele dan ramai penyelidik kemudiannya, termasuk Humphry Davy, Joseph-Louis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, Louis Thénard, bereksperimen dengan asid hidrofluorik (HF), yang mudah disediakan dengan merawat CaF dengan asid sulfurik pekat.
Akhirnya, menjadi jelas bahawa HF mengandungi unsur yang tidak diketahui sebelum ini. Bahan ini, bagaimanapun, disebabkan kereaktifannya yang berlebihan, tidak dapat diasingkan selama bertahun-tahun. Bukan sahaja sukar untuk diasingkan daripada sebatian, tetapi ia segera bertindak balas dengan komponen lain mereka. Mengasingkan unsur fluorin daripada asid hidrofluorik adalah amat berbahaya, dan percubaan awal membutakan dan membunuh beberapa saintis. Orang-orang ini dikenali sebagai "martir fluorida."
Penemuan dan pengeluaran
Akhirnya, pada tahun 1886, ahli kimia Perancis Henri Moissan berjaya mengasingkan fluorin melalui elektrolisis campuran kalium fluorida cair dan asid hidrofluorik. Untuk ini dia dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Kimia 1906. Pendekatan elektrolitiknya terus digunakan hari ini untuk pengeluaran industri unsur kimia ini.
Pengeluaran fluorin berskala besar pertama bermula semasa Perang Dunia II. Ia diperlukan untuk salah satu peringkat mencipta bom atom sebagai sebahagian daripada Projek Manhattan. Fluorin digunakan untuk menghasilkan uranium heksafluorida (UF 6), yang seterusnya digunakan untuk memisahkan dua isotop, 235 U dan 238 U. Hari ini, gas UF 6 diperlukan untuk menghasilkan uranium yang diperkaya untuk tenaga nuklear.
Ciri-ciri terpenting fluorin
Dalam jadual berkala, unsur berada di bahagian atas kumpulan 17 (dahulu kumpulan 7A), yang dipanggil unsur halogen. Halogen lain termasuk klorin, bromin, iodin dan astatin. Selain itu, F berada dalam tempoh kedua antara oksigen dan neon.
Fluorin tulen ialah gas menghakis (formula kimia F2) dengan ciri bau pedas, yang terdapat dalam kepekatan 20 nl per liter isipadu. Sebagai yang paling reaktif dan elektronegatif daripada semua unsur, ia mudah membentuk sebatian dengan kebanyakannya. Fluorin terlalu reaktif untuk wujud dalam bentuk unsur dan mempunyai pertalian sedemikian untuk kebanyakan bahan, termasuk silikon, sehingga ia tidak boleh disediakan atau disimpan dalam bekas kaca. Dalam udara lembap, ia bertindak balas dengan air, membentuk asid hidrofluorik yang sama berbahaya.
Fluorin, berinteraksi dengan hidrogen, meletup walaupun pada suhu rendah dan dalam gelap. Ia bertindak balas dengan kuat dengan air untuk membentuk asid hidrofluorik dan gas oksigen. Pelbagai bahan, termasuk logam halus dan kaca, terbakar dengan nyalaan terang dalam aliran gas fluorin. Selain itu, unsur kimia ini membentuk sebatian dengan gas mulia kripton, xenon dan radon. Walau bagaimanapun, ia tidak bertindak balas secara langsung dengan nitrogen dan oksigen.
Walaupun aktiviti melampau fluorin, kaedah untuk pemprosesan dan pengangkutan yang selamat kini tersedia. Unsur ini boleh disimpan dalam bekas yang diperbuat daripada keluli atau monel (aloi kaya nikel), kerana fluorida terbentuk pada permukaan bahan ini, yang menghalang tindak balas selanjutnya.
Fluorida ialah bahan di mana fluorin hadir sebagai ion bercas negatif (F -) dalam kombinasi dengan beberapa unsur bercas positif. Sebatian fluorin dengan logam adalah antara garam yang paling stabil. Apabila dilarutkan dalam air, ia akan berpisah menjadi ion. Bentuk fluorin lain ialah kompleks, contohnya, -, dan H 2 F +.
Isotop
Terdapat banyak isotop halogen ini, antara 14 F hingga 31 F. Tetapi komposisi isotop fluorin termasuk hanya satu daripadanya, 19 F, yang mengandungi 10 neutron, kerana ia adalah satu-satunya yang stabil. Isotop radioaktif 18 F ialah sumber positron yang berharga.
Kesan biologi
Fluorida dalam badan terutamanya terdapat dalam tulang dan gigi dalam bentuk ion. Pengfluoridaan air minuman pada kepekatan kurang daripada satu bahagian per juta dengan ketara mengurangkan kejadian karies gigi, menurut Majlis Penyelidikan Kebangsaan Akademi Sains Kebangsaan AS. Sebaliknya, pengumpulan fluorida yang berlebihan boleh menyebabkan fluorosis, yang menampakkan dirinya sebagai gigi berbintik-bintik. Kesan ini biasanya diperhatikan di kawasan di mana kandungan unsur kimia ini dalam air minuman melebihi kepekatan 10 ppm.
Unsur fluorin dan garam fluorida adalah toksik dan harus dikendalikan dengan berhati-hati. Sentuhan dengan kulit atau mata hendaklah dielakkan dengan berhati-hati. Ia menghasilkan tindak balas dengan kulit yang cepat menembusi tisu dan bertindak balas dengan kalsium dalam tulang, merosakkannya secara kekal.
Fluorin dalam persekitaran
Pengeluaran tahunan mineral fluorit dunia adalah kira-kira 4 juta tan, dan jumlah kapasiti deposit yang diterokai adalah dalam lingkungan 120 juta tan Kawasan perlombongan utama untuk mineral ini ialah Mexico, China dan Eropah Barat.
Fluorin berlaku secara semula jadi dalam kerak bumi, di mana ia boleh ditemui dalam batu, arang batu dan tanah liat. Fluorida memasuki udara melalui hakisan angin tanah. Fluorin adalah unsur kimia ke-13 paling banyak dalam kerak bumi - kandungannya ialah 950 ppm. Dalam tanah, kepekatan puratanya adalah kira-kira 330 ppm. Hidrogen fluorida boleh dilepaskan ke udara hasil daripada proses pembakaran dalam industri. Fluorida yang berada di udara akhirnya jatuh ke tanah atau ke dalam air. Apabila ikatan fluorida dengan zarah yang sangat kecil, ia boleh kekal di udara untuk jangka masa yang lama.
Di atmosfera, 0.6 ppb unsur kimia ini terdapat dalam bentuk kabus garam dan sebatian klorin organik. Dalam persekitaran bandar, kepekatan mencapai 50 bahagian per bilion.
Sambungan
Fluorin ialah unsur kimia yang membentuk pelbagai sebatian organik dan bukan organik. Ahli kimia boleh menggantikan atom hidrogen dengannya, dengan itu mencipta banyak bahan baharu. Halogen yang sangat reaktif membentuk sebatian dengan gas mulia. Pada tahun 1962, Neil Bartlett mensintesis xenon hexafluoroplatinate (XePtF6). Fluorida kripton dan radon juga telah diperolehi. Sebatian lain ialah argon fluorohydride, yang hanya stabil pada suhu yang sangat rendah.
Aplikasi Perindustrian
Dalam keadaan atom dan molekulnya, fluorin digunakan untuk etsa plasma dalam pengeluaran semikonduktor, paparan panel rata dan sistem mikroelektromekanikal. Asid hidrofluorik digunakan untuk mengetsa kaca dalam lampu dan produk lain.
Bersama dengan beberapa sebatiannya, fluorin merupakan komponen penting dalam pengeluaran farmaseutikal, agrokimia, bahan api dan pelincir dan tekstil. Unsur kimia diperlukan untuk penghasilan alkana (halon) terhalogen, yang seterusnya digunakan secara meluas dalam sistem penghawa dingin dan penyejukan. Penggunaan klorofluorokarbon ini kemudiannya diharamkan kerana ia menyumbang kepada kemusnahan lapisan ozon di atmosfera atas.
Sulfur heksafluorida ialah gas tidak toksik yang sangat lengai yang dikelaskan sebagai gas rumah hijau. Tanpa fluorin, plastik geseran rendah seperti Teflon tidak boleh dihasilkan. Banyak ubat bius (cth, sevoflurane, desflurane, dan isoflurane) adalah derivatif hidrofluorokarbon. Natrium heksafluoroaluminat (kriolit) digunakan dalam elektrolisis aluminium.
Sebatian fluorida, termasuk NaF, digunakan dalam ubat gigi untuk mencegah kerosakan gigi. Bahan-bahan ini ditambah kepada bekalan air perbandaran untuk memfluoridakan air, tetapi amalan itu dianggap kontroversi kerana kesannya terhadap kesihatan manusia. Pada kepekatan yang lebih tinggi, NaF digunakan sebagai racun serangga, terutamanya untuk mengawal lipas.
Pada masa lalu, fluorida digunakan untuk mengurangkan bijih dan meningkatkan kecairannya. Fluorin adalah komponen penting dalam pengeluaran uranium heksafluorida, yang digunakan untuk memisahkan isotopnya. 18 F, isotop radioaktif dengan 110 minit, mengeluarkan positron dan sering digunakan dalam tomografi pelepasan positron perubatan.
Sifat fizikal fluorin
Ciri-ciri asas unsur kimia adalah seperti berikut:
- Jisim atom 18.9984032 g/mol.
- Konfigurasi elektron ialah 1s 2 2s 2 2p 5.
- Keadaan pengoksidaan -1.
- Ketumpatan 1.7 g/l.
- Takat lebur 53.53 K.
- Takat didih 85.03 K.
- Kapasiti haba 31.34 J/(K mol).
Zarah kimia yang terbentuk daripada dua atau lebih atom dipanggil molekul(sebenar atau bersyarat unit formula bahan poliatomik). Atom dalam molekul terikat secara kimia.
Ikatan kimia merujuk kepada daya tarikan elektrik yang menyatukan zarah. Setiap ikatan kimia dalam formula struktur nampaknya garis valens Contohnya:
H–H (ikatan antara dua atom hidrogen);
H 3 N – H + (ikatan antara atom nitrogen molekul ammonia dan kation hidrogen);
(K +) – (I -) (ikatan antara kation kalium dan ion iodida).
Ikatan kimia dibentuk oleh sepasang elektron (), yang dalam formula elektronik zarah kompleks (molekul, ion kompleks) biasanya digantikan dengan ciri valensi, berbeza dengan pasangan elektron tunggal atom, sebagai contoh:
Ikatan kimia dipanggil kovalen, jika ia terbentuk dengan berkongsi sepasang elektron dengan kedua-dua atom.
Dalam molekul F 2, kedua-dua atom fluorin mempunyai keelektronegatifan yang sama, oleh itu, pemilikan pasangan elektron adalah sama untuk mereka. Ikatan kimia sedemikian dipanggil nonpolar, kerana setiap atom fluorin ketumpatan elektron adalah sama dalam formula elektronik molekul boleh dibahagikan secara bersyarat sama di antara mereka:
Dalam molekul hidrogen klorida HCl, ikatan kimia sudah ada kutub, kerana ketumpatan elektron pada atom klorin (unsur dengan keelektronegatifan lebih tinggi) adalah jauh lebih tinggi daripada pada atom hidrogen:
Ikatan kovalen, contohnya H–H, boleh dibentuk dengan berkongsi elektron dua atom neutral:
H · + · H > H – H
Mekanisme pembentukan ikatan ini dipanggil pertukaran atau setara.
Menurut mekanisme lain, ikatan kovalen H – H yang sama berlaku apabila pasangan elektron ion hidrida H dikongsi oleh kation hidrogen H +:
H + + (:H) - > H – H
Kation H+ dalam kes ini dipanggil penerima anion H – penderma pasangan elektron. Mekanisme pembentukan ikatan kovalen adalah penerima penderma, atau penyelarasan.
Ikatan tunggal (H – H, F – F, H – CI, H – N) dipanggil ikatan-a, mereka menentukan bentuk geometri molekul.
Ikatan berganda dan rangkap tiga () mengandungi satu?-komponen dan satu atau dua?-komponen; Komponen ?, yang merupakan yang utama dan dibentuk terlebih dahulu secara bersyarat, sentiasa lebih kuat daripada komponen ?.
Ciri-ciri fizikal (sebenarnya boleh diukur) bagi ikatan kimia ialah tenaga, panjang dan kekutubannya.
Tenaga ikatan kimia (E sv) ialah haba yang dibebaskan semasa pembentukan ikatan tertentu dan dibelanjakan untuk memecahkannya. Untuk atom yang sama, ikatan tunggal sentiasa lebih lemah daripada gandaan (berganda, tiga kali ganda).
Panjang ikatan kimia (lсв) – jarak antara nuklear. Untuk atom yang sama, ikatan tunggal sentiasa lebih lama, daripada berbilang.
Kekutuban komunikasi diukur momen dipol elektrik p– hasil darab cas elektrik sebenar (pada atom-atom ikatan tertentu) dengan panjang dipol (iaitu, panjang ikatan). Semakin besar momen dipol, semakin tinggi kekutuban ikatan. Caj elektrik sebenar pada atom dalam ikatan kovalen sentiasa kurang nilainya daripada keadaan pengoksidaan unsur, tetapi bertepatan dalam tanda; sebagai contoh, untuk ikatan H + I -Cl -I, cas sebenar ialah H +0 " 17 -Cl -0 " 17 (zarah bipolar, atau dipol).
kekutuban molekul ditentukan oleh komposisi dan bentuk geometrinya.
Bukan kutub (p = O) akan menjadi:
a) molekul ringkas bahan, kerana ia hanya mengandungi ikatan kovalen bukan kutub;
b) poliatomik molekul kompleks bahan, jika bentuk geometrinya simetri.
Sebagai contoh, molekul CO 2, BF 3 dan CH 4 mempunyai arah berikut bagi vektor ikatan (panjang) yang sama:
Apabila menambahkan vektor ikatan, jumlahnya sentiasa menjadi sifar, dan molekul secara keseluruhan adalah nonpolar, walaupun ia mengandungi ikatan polar.
Polar (hlm> O) akan menjadi:
A) diatomik molekul kompleks bahan, kerana ia hanya mengandungi ikatan polar;
b) poliatomik molekul kompleks bahan, jika strukturnya secara tidak simetri, iaitu, bentuk geometrinya sama ada tidak lengkap atau herot, yang membawa kepada kemunculan jumlah dipol elektrik, contohnya, dalam molekul NH 3, H 2 O, HNO 3 dan HCN.
Ion kompleks, contohnya NH 4 +, SO 4 2- dan NO 3 -, pada dasarnya tidak boleh menjadi dipol; ia hanya membawa satu cas (positif atau negatif).
Ikatan ionik berlaku semasa tarikan elektrostatik kation dan anion dengan hampir tiada perkongsian sepasang elektron, contohnya antara K + dan I -. Atom kalium mempunyai kekurangan ketumpatan elektron, manakala atom iodin mempunyai lebihan. Sambungan ini dipertimbangkan melampau satu kes ikatan kovalen, kerana pasangan elektron secara praktikalnya mempunyai anion. Sambungan ini paling tipikal untuk sebatian logam biasa dan bukan logam (CsF, NaBr, CaO, K 2 S, Li 3 N) dan bahan kelas garam (NaNO 3, K 2 SO 4, CaCO 3). Semua sebatian ini pada keadaan bilik adalah bahan kristal, yang secara kolektif dipanggil kristal ionik(kristal yang dibina daripada kation dan anion).
Satu lagi jenis sambungan dikenali, dipanggil ikatan logam, di mana elektron valens sangat longgar dipegang oleh atom logam yang sebenarnya bukan milik atom tertentu.
Atom logam, dibiarkan tanpa elektron luar yang jelas kepunyaan mereka, menjadi, seolah-olah, ion positif. Mereka membentuk kekisi kristal logam. Set elektron valens disosialisasikan ( gas elektron) memegang ion logam positif bersama-sama dan pada tapak kekisi tertentu.
Selain kristal ionik dan logam, terdapat juga atom Dan molekul bahan kristal di mana tapak kekisinya terdapat atom atau molekul, masing-masing. Contoh: berlian dan grafit ialah hablur dengan kekisi atom, iodin I 2 dan karbon dioksida CO 2 (ais kering) ialah hablur dengan kekisi molekul.
Ikatan kimia wujud bukan sahaja di dalam molekul bahan, tetapi juga boleh terbentuk antara molekul, contohnya, untuk HF cair, air H 2 O dan campuran H 2 O + NH 3:
Ikatan hidrogen terbentuk disebabkan oleh daya tarikan elektrostatik molekul kutub yang mengandungi atom unsur paling elektronegatif - F, O, N. Sebagai contoh, ikatan hidrogen terdapat dalam HF, H 2 O dan NH 3, tetapi ia bukan dalam HCl, H 2 S dan PH 3.
Ikatan hidrogen tidak stabil dan mudah pecah, contohnya, apabila ais cair dan air mendidih. Walau bagaimanapun, beberapa tenaga tambahan dibelanjakan untuk memecahkan ikatan ini, dan oleh itu suhu lebur (Jadual 5) dan takat didih bahan dengan ikatan hidrogen
(contohnya, HF dan H 2 O) jauh lebih tinggi daripada bahan yang serupa, tetapi tanpa ikatan hidrogen (contohnya, HCl dan H 2 S, masing-masing).
Banyak sebatian organik juga membentuk ikatan hidrogen; Ikatan hidrogen memainkan peranan penting dalam proses biologi.
Contoh tugasan Bahagian A1. Bahan dengan hanya ikatan kovalen ialah
1) SiH 4, Cl 2 O, CaBr 2
2) NF 3, NH 4 Cl, P 2 O 5
3) CH 4, HNO 3, Na(CH 3 O)
4) CCl 2 O, I 2, N 2 O
2–4. Ikatan kovalen
2. bujang
3. ganda
4. tiga kali ganda
terdapat dalam bahan
5. Ikatan berbilang terdapat dalam molekul
6. Zarah yang dipanggil radikal ialah
7. Salah satu ikatan dibentuk oleh mekanisme penerima-penderma dalam set ion
1) SO 4 2-, NH 4 +
2) H 3 O + , NH 4 +
3) PO 4 3-, NO 3 -
4) PH 4 +, SO 3 2-
8. Paling tahan lama Dan pendek ikatan - dalam molekul
9. Bahan dengan hanya ikatan ionik - dalam set
2) NH 4 Cl, SiCl 4
10–13. Kisi kristal jirim
13. Ba(OH) 2
1) logam