Electronegativity ni uwezo wa atomi kuhamisha elektroni katika mwelekeo wao wakati wa kuunda dhamana ya kemikali. Dhana hii ilianzishwa na mwanakemia wa Marekani L. Pauling (1932). Electronegativity ni sifa ya uwezo wa atomi ya kipengele fulani kuvutia jozi ya elektroni ya kawaida katika molekuli. Thamani za elektroni zilizoamuliwa na njia tofauti hutofautiana kutoka kwa kila mmoja. Katika mazoezi ya kielimu, mara nyingi hutumia jamaa badala ya maadili kamili ya elektronegativity. Kinachojulikana zaidi ni mizani ambayo elektronegativity ya vipengele vyote inalinganishwa na elektronegativity ya lithiamu, ikichukuliwa kama moja.

Miongoni mwa vipengele vya vikundi vya IA - VIIA:

elektronegativity, kama sheria, huongezeka katika vipindi ("kutoka kushoto kwenda kulia") na kuongezeka kwa idadi ya atomiki, na hupungua kwa vikundi ("kutoka juu hadi chini").

Mitindo ya mabadiliko katika uweza wa kielektroniki kati ya vipengele vya d-block ni ngumu zaidi.

Vipengele vilivyo na elektroni ya juu, atomi ambazo zina mshikamano wa juu wa elektroni na nishati ya juu ya ionization, i.e., inakabiliwa na kuongeza ya elektroni au kuhamishwa kwa jozi ya elektroni za kushikamana katika mwelekeo wao, huitwa zisizo za metali.

Hizi ni pamoja na: hidrojeni, kaboni, nitrojeni, fosforasi, oksijeni, sulfuri, selenium, fluorine, klorini, bromini na iodini. Kulingana na idadi ya sifa, kundi maalum la gesi bora (helium-radon) pia huainishwa kama zisizo za metali.

Metali ni pamoja na vitu vingi vya Jedwali la Kipindi.

Vyuma vina sifa ya chini ya electronegativity, yaani, nishati ya chini ya ionization na mshikamano wa elektroni. Atomi za metali huchangia elektroni kwa atomi zisizo za metali au kuchanganya jozi za elektroni zinazounganisha kutoka zenyewe. Vyuma vina luster ya tabia, conductivity ya juu ya umeme na conductivity nzuri ya mafuta. Mara nyingi ni za kudumu na zinaweza kubadilika.

Seti hii ya mali ya kimwili ambayo hutofautisha metali kutoka kwa yasiyo ya metali inaelezewa na aina maalum ya dhamana iliyopo katika metali. Metali zote zina kimiani ya kioo iliyofafanuliwa wazi. Pamoja na atomi, nodes zake zina cations za chuma, i.e. atomi ambazo zimepoteza elektroni zao. Elektroni hizi huunda wingu la elektroni la kijamii, kinachojulikana kama gesi ya elektroni. Elektroni hizi ziko kwenye uwanja wa nguvu wa viini vingi. Dhamana hii inaitwa metali. Uhamiaji wa bure wa elektroni katika kiasi cha kioo huamua mali maalum ya kimwili ya metali.

Vyuma vinajumuisha vipengele vyote vya d na f. Ikiwa kutoka kwa Jedwali la Kipindi unachagua kiakili tu vitalu vya s- na p-vipengele, yaani, vipengele vya kikundi A na kuchora diagonal kutoka kona ya juu kushoto hadi kona ya chini ya kulia, basi inageuka kuwa mambo yasiyo ya metali iko. upande wa kulia wa diagonal hii, na chuma - upande wa kushoto. Karibu na ulalo ni vipengele ambavyo haviwezi kuainishwa bila utata kuwa ama metali au zisizo metali. Vipengele hivi vya kati ni pamoja na: boroni, silicon, germanium, arseniki, antimoni, selenium, polonium na astatine.

Mawazo juu ya vifungo vya covalent na ionic yalichukua jukumu muhimu katika maendeleo ya mawazo juu ya muundo wa jambo, hata hivyo, kuundwa kwa mbinu mpya za kimwili na kemikali za kusoma muundo mzuri wa jambo na matumizi yao ilionyesha kuwa jambo la kuunganisha kemikali ni kubwa. ngumu zaidi. Kwa sasa inaaminika kuwa dhamana yoyote ya heteroatomic ni covalent na ionic, lakini kwa uwiano tofauti. Kwa hivyo, dhana ya vipengele vya covalent na ionic ya dhamana ya heteroatomic huletwa. Kadiri tofauti ya elektronegativity ya atomi za kuunganisha inavyoongezeka, ndivyo polarity ya dhamana inavyoongezeka. Wakati tofauti ni zaidi ya vitengo viwili, sehemu ya ioniki karibu kila wakati huwa kuu. Hebu tulinganishe oksidi mbili: oksidi ya sodiamu Na 2 O na oksidi ya klorini (VII) Cl 2 O 7. Katika oksidi ya sodiamu, malipo ya sehemu kwenye atomi ya oksijeni ni -0.81, na katika oksidi ya klorini -0.02. Hii ina maana kwamba dhamana ya Na-O ni 81% ionic na 19% covalent. Sehemu ya ionic ya dhamana ya Cl-O ni 2% tu.

Orodha ya fasihi iliyotumika

1. Popkov V.A., Puzakov S. A. Kemia ya jumla: kitabu cha maandishi. - M.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 pp.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Na. 35-37]
2. Volkov, A.I., Zharsky, I.M. Kitabu kikubwa cha kumbukumbu ya kemikali / A.I. Volkov, I.M. Zharsky. - Mn.: Shule ya Kisasa, 2005. - 608 na ISBN 985-6751-04-7.

Ya umuhimu mkubwa sana katika mifumo ya kibaolojia ni aina maalum ya mwingiliano wa kiingilizi, dhamana ya hidrojeni, ambayo hufanyika kati ya atomi za hidrojeni zilizojumuishwa katika molekuli moja na atomi za elektronegative F, O, N, Cl, S mali ya molekuli nyingine. Wazo la "bondi ya hidrojeni" ilianzishwa kwa mara ya kwanza mnamo 1920 na Latimer na Rodebush kuelezea mali ya maji na vitu vingine vinavyohusika. Hebu tuangalie baadhi ya mifano ya uhusiano huo.

Katika aya ya 5.2 tulizungumza juu ya molekuli ya pyridine na ilibainika kuwa atomi ya nitrojeni ndani yake ina elektroni mbili za nje na spins za antiparallel ambazo hazishiriki katika uundaji wa dhamana ya kemikali. Jozi hii ya "huru" au "pekee" ya elektroni itavutia protoni na kuunda dhamana ya kemikali nayo. Katika kesi hii, molekuli ya pyridine itaingia katika hali ya ionic. Ikiwa kuna molekuli mbili za pyridine, zitashindana kukamata protoni, na kusababisha kiwanja

ambamo nukta tatu zinaonyesha aina mpya ya mwingiliano kati ya molekuli inayoitwa kuunganisha hidrojeni. Katika kiwanja hiki, protoni iko karibu na atomi ya nitrojeni ya mkono wa kushoto. Kwa mafanikio sawa, protoni inaweza kuwa karibu na atomi ya nitrojeni inayofaa. Kwa hivyo, nishati inayoweza kutokea ya protoni kama utendaji wa umbali wa atomi ya nitrojeni ya kulia au ya kushoto katika umbali usiobadilika kati yao (takriban ) inapaswa kuonyeshwa kwa curve yenye minima mbili. Hesabu ya quantum ya mitambo ya curve kama hiyo, iliyofanywa na Rhine na Harris, inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 4.

Nadharia ya kimakanika ya quantum ya dhamana ya hidrojeni ya A-H...B kulingana na mwingiliano wa wafadhili-wapokeaji ilikuwa mojawapo ya kwanza kuendelezwa na N. D. Sokolov. Sababu ya dhamana ni ugawaji upya wa wiani wa elektroni kati ya atomi A na B unaosababishwa na protoni. Kwa ufupi, wanasema kwamba "jozi pekee" ya elektroni inashirikiwa. Kwa kweli, katika

Mchele. 4. Mviringo unaowezekana wa nishati ya protoni kama utendaji wa umbali kati ya atomi za nitrojeni za molekuli mbili za pyridine.

Elektroni nyingine za molekuli pia hushiriki katika uundaji wa mikondo ya dhamana ya hidrojeni, ingawa kwa kiwango kidogo (tazama hapa chini).

Nishati za kawaida za bondi ya hidrojeni huanzia 0.13 hadi 0.31 eV. Ni mpangilio wa ukubwa chini ya nishati ya vifungo vya ushirikiano wa kemikali, lakini utaratibu wa ukubwa zaidi kuliko nishati ya mwingiliano wa van der Waals.

Changamano rahisi zaidi kati ya molekuli inayoundwa kwa kuunganisha hidrojeni ni changamano. Changamano hii ina muundo wa mstari. Umbali kati ya atomi za florini ni 2.79 A. Umbali kati ya atomi katika molekuli ya polar ni 0.92 A. Wakati tata inaundwa, nishati ya takriban 0.26 eV hutolewa.

Kwa msaada wa kuunganisha hidrojeni, dimer ya maji huundwa na nishati ya kisheria ya karibu 0.2 eV. Nishati hii ni takriban ishirini na moja ya nishati ya dhamana ya ushirikiano ya OH. Umbali kati ya atomi mbili za oksijeni katika changamano ni takriban 2.76 A. Ni chini ya jumla ya van der Waals radii ya atomi za oksijeni, sawa na 3.06 A. Katika Mtini. Mchoro wa 5 unaonyesha mabadiliko katika wiani wa elektroni wa atomi za maji zilizohesabiwa katika kazi wakati wa kuunda tata. Hesabu hizi zinathibitisha kwamba wakati changamano inapoundwa, usambazaji wa msongamano wa elektroni karibu na atomi zote za molekuli zinazoitikia hubadilika.

Jukumu la atomi zote katika uanzishwaji wa vifungo vya hidrojeni katika tata pia inaweza kuhukumiwa na ushawishi wa pande zote wa vifungo viwili vya hidrojeni kati ya besi za nitrojeni, thymine na adenine, ambazo ni sehemu ya helix mbili ya molekuli ya DNA. Eneo la minima ya curves uwezo wa protoni katika vifungo viwili huonyesha uwiano wao wa pande zote (Mchoro 6).

Pamoja na dhamana ya kawaida au dhaifu ya hidrojeni inayoundwa na hidrojeni yenye kutolewa kwa nishati ya chini ya 1 eV, na inayojulikana na nishati inayoweza kuwa na minima mbili, hidrojeni huunda aina fulani na kutolewa kwa nishati kubwa. Kwa mfano, wakati wa kuunda tata, nishati ya 2.17 eV inatolewa. Aina hii ya mwingiliano inaitwa nguvu

Mchele. 5. Badilisha katika msongamano wa elektroni karibu na atomi katika changamano iliyoundwa na vifungo vya hidrojeni kutoka kwa molekuli mbili za maji.

Malipo ya elektroni inachukuliwa kuwa sawa na umoja. Katika molekuli ya maji ya bure, malipo ya elektroni 10 husambazwa ili karibu na atomi ya oksijeni kuna malipo ya 8.64, na kwa atomi za hidrojeni.

Mchele. 6. Vifungo vya hidrojeni kati ya besi za nitrojeni: a - thymine (T) na adenip (A), ambayo ni sehemu ya molekuli za DNN (mishale inaonyesha maeneo ya kushikamana kwa besi kwa minyororo ya sukari na molekuli ya asidi ya fosforasi); - curves ya dhamana ya hidrojeni inayowezekana; O - oksijeni; - hidrojeni; - kaboni; - naitrojeni.

dhamana ya hidrojeni. Wakati complexes yenye vifungo vikali vya hidrojeni hutengenezwa, usanidi wa molekuli hubadilika sana. Nishati inayowezekana ya protoni ina kiwango cha chini tambarare kimoja kilicho takriban katikati ya dhamana. Kwa hivyo, protoni huhamishwa kwa urahisi. Uhamisho rahisi wa protoni chini ya ushawishi wa uwanja wa nje huamua polarizability ya juu ya tata.

Uunganisho wa hidrojeni wenye nguvu haufanyiki katika mifumo ya kibiolojia. Kuhusu dhamana dhaifu ya hidrojeni, ni muhimu sana katika viumbe vyote vilivyo hai.

Jukumu kubwa la kipekee la kuunganishwa kwa hidrojeni katika mifumo ya kibiolojia ni kwa sababu ya ukweli kwamba huamua muundo wa pili wa protini, ambao ni muhimu sana kwa michakato yote ya maisha; kwa msaada wa vifungo vya hidrojeni, jozi za msingi hufanyika katika molekuli za DNA na muundo wao thabiti kwa namna ya heli mbili huhakikishwa, na, hatimaye, vifungo vya hidrojeni vinawajibika kwa mali isiyo ya kawaida ya maji, ambayo ni muhimu kwa kuwepo kwa maji. mifumo ya maisha.

Maji ni moja wapo ya sehemu kuu ya vitu vyote vilivyo hai. Miili ya wanyama ni karibu theluthi mbili ya maji. Kiinitete cha binadamu kina takriban 93% ya maji katika mwezi wa kwanza. Hakutakuwa na maji ya bomba. Maji hutumika kama njia kuu ambayo athari za biochemical hutokea kwenye seli. Inaunda sehemu ya kioevu ya damu na limfu. Maji ni muhimu kwa digestion, kwani kuvunjika kwa wanga, protini na mafuta hutokea kwa kuongeza ya molekuli za maji. Maji hutolewa kwenye seli wakati protini zinajengwa kutoka kwa asidi ya amino. Kifiziolojia

Mchele. 7. Muundo wa barafu. Kila molekuli ya maji imeunganishwa na vifungo vya hidrojeni (pointi tatu) kwa molekuli nne za maji ziko kwenye vipeo vya tetrahedron.

Mchele. 8. Dhamana ya hidrojeni katika dimer na "linear" dhamana ya hidrojeni

mali ya biopolymers na miundo mingi ya supramolecular (haswa, membrane za seli) inategemea sana mwingiliano wao na maji.

Hebu tuangalie baadhi ya mali ya maji. Kila molekuli ya maji ina wakati mkubwa wa umeme. Kwa sababu ya uwezo mkubwa wa kielektroniki wa atomi za oksijeni, molekuli ya maji inaweza kuunda vifungo vya hidrojeni na molekuli moja, mbili, tatu au nne za maji. Matokeo yake ni dimers thabiti na vifaa vingine vya polima. Kwa wastani, kila molekuli katika maji ya kioevu ina majirani wanne. Muundo na muundo wa complexes intermolecular hutegemea joto la maji.

Maji ya fuwele (barafu) yana muundo uliopangwa zaidi kwa shinikizo la kawaida na halijoto chini ya nyuzi joto sifuri. Fuwele zake zina muundo wa hexagonal. Kiini cha kitengo kina molekuli nne za maji. Muundo wa seli unaonyeshwa kwenye Mtini. 7. Karibu na atomi ya oksijeni ya kati kuna atomi nyingine nne za oksijeni ziko kwenye vipeo vya tetrahedron ya kawaida kwa umbali wa 2.76 A. Kila molekuli ya maji imeunganishwa na majirani zake kwa vifungo vinne vya hidrojeni. Katika kesi hii, pembe kati ya vifungo vya OH katika molekuli inakaribia thamani ya "tetrahedral" ya 109.1 °. Katika molekuli ya bure ni takriban 105 °.

Muundo wa barafu unafanana na almasi. Hata hivyo, katika almasi kuna nguvu za kemikali kati ya atomi za kaboni. Kioo cha almasi ni molekuli kubwa. Fuwele za barafu zimeainishwa kama fuwele za Masi. Molekuli katika kioo huhifadhi kimsingi umoja wao na hushikana pamoja kupitia vifungo vya hidrojeni.

Mchele. 9. Thamani ya majaribio ya mabadiliko katika mzunguko wa mtetemo wa infrared katika maji wakati wa kuunda dhamana ya hidrojeni kwenye pembe.

Lati ya barafu ni huru sana na ina "voids" nyingi, kwa kuwa idadi ya molekuli ya maji ya karibu kwa kila molekuli (nambari ya uratibu) ni nne tu. Wakati wa kuyeyuka, kimiani cha barafu huharibiwa kwa sehemu, wakati huo huo voids fulani hujazwa na msongamano wa maji unakuwa mkubwa kuliko wiani wa barafu. Hii ni moja ya makosa kuu ya maji. Kwa kupokanzwa zaidi hadi 4 ° C, mchakato wa kukandamiza unaendelea. Inapokanzwa zaidi ya 4 ° C, amplitude ya vibrations ya anharmonic huongezeka, idadi ya molekuli zinazohusiana katika complexes (makundi) hupungua, na wiani wa maji hupungua. Kulingana na makadirio mabaya, makundi katika joto la kawaida ni pamoja na molekuli 240, saa 37 ° C - karibu 150, saa 45 na 100 ° C, 120 na 40, kwa mtiririko huo.

Mchango wa kuunganisha hidrojeni kwa nishati ya jumla ya mwingiliano wa intermolecular (11.6 kcal / mol) ni karibu 69%. Kwa sababu ya vifungo vya hidrojeni, viwango vya kuyeyuka (0 ° C) na viwango vya kuchemsha (100 ° C) vya maji hutofautiana kwa kiasi kikubwa kutoka kwa viwango vya kuyeyuka na kuchemsha vya vimiminika vingine vya molekuli, kati ya molekuli ambazo van der Waals pekee hufanya kazi. Kwa mfano, kwa methane maadili haya ni -186 na -161 ° C.

Katika maji ya kioevu, pamoja na mabaki ya muundo wa tetrahedral wa barafu, kuna dimers za mstari na za mzunguko na magumu mengine yenye molekuli 3, 4, 5, 6 au zaidi. Ni muhimu kwamba pembe P inayoundwa kati ya dhamana ya OH na dhamana ya hidrojeni inabadilika kulingana na idadi ya molekuli katika mzunguko (Mchoro 8). Katika dimer angle hii ni 110 °, katika pete ya tano ni 10 °, na katika pete ya wanachama sita na muundo wa barafu hexagonal ni karibu na risasi ("linear" dhamana ya hidrojeni).

Inabadilika kuwa nishati ya juu zaidi ya bondi moja ya hidrojeni inalingana na pembe.Nishati ya dhamana ya hidrojeni ni sawia (sheria ya Badger-Bauer) na mabadiliko ya mzunguko wa kunyoosha mitetemo ya infrared ya kikundi cha OH katika molekuli ya maji ikilinganishwa na mzunguko wa vibration ya molekuli ya bure. Uhamisho wa juu unazingatiwa katika kesi ya kifungo cha "linear" cha hidrojeni. Katika molekuli ya maji katika kesi hii, mzunguko hupungua kwa , na mzunguko hupungua kwa . Katika Mtini. Kielelezo cha 9 kinaonyesha mchoro wa uwiano wa uhamishaji

frequency hadi upeo wa kukabiliana kutoka pembe. Kwa hivyo, grafu hii pia inaangazia utegemezi wa nishati ya bondi ya hidrojeni kwenye pembe . Utegemezi huu ni udhihirisho wa asili ya ushirika wa dhamana ya hidrojeni.

Majaribio mengi yamefanywa ili kuhesabu kinadharia muundo na mali ya maji, kwa kuzingatia vifungo vya hidrojeni na mwingiliano mwingine wa intermolecular. Kulingana na fizikia ya takwimu, mali ya thermodynamic ya mfumo wa molekuli zinazoingiliana ziko katika kiasi cha V kwa shinikizo la mara kwa mara P katika usawa wa takwimu na thermostat imedhamiriwa kupitia kazi ya kizigeu cha majimbo.

Hapa V ni kiasi cha mfumo; k - Boltzmann mara kwa mara; T - joto kabisa; ina maana kwamba tunahitaji kuchukua ufuatiliaji wa opereta takwimu katika mabano curly, ambapo H ni quantum operator wa nishati ya mfumo mzima. Opereta huyu ni sawa na jumla ya waendeshaji nishati ya kinetiki ya mwendo wa kutafsiri na mzunguko wa molekuli na mwendeshaji nishati anayeweza kuwa wa mwingiliano wa molekuli zote.

Ikiwa eigenfunctions zote na wigo kamili wa nishati E ya operator H hujulikana, basi (6.2) inachukua fomu.

Kisha Gibbs nishati ya bure G ya mfumo kwa shinikizo P na joto T imedhamiriwa na usemi rahisi

Kujua nishati ya bure ya Gibbs, tunapata jumla ya kiasi cha entropy ya nishati.

Kwa bahati mbaya, kwa sababu ya asili ngumu ya mwingiliano kati ya molekuli katika maji (molekuli za dipole za anisotropic, vifungo vya hidrojeni vinavyoongoza kwa muundo wa muundo tofauti, ambao nishati ya vifungo vya hidrojeni yenyewe inategemea muundo na muundo wa tata, nk), haiwezi kuandika opereta H kwa uwazi. Kwa hivyo, tunapaswa kuamua kurahisisha kubwa sana. Kwa hivyo, Nameti na Scheraga walihesabu kazi ya kizigeu kulingana na ukweli kwamba ni majimbo matano tu ya nishati ya molekuli katika muundo tata yanaweza kuzingatiwa, kulingana na

na idadi ya vifungo vya hidrojeni huunda (0, 1, 2, 3, 4) na molekuli za jirani. Kwa kutumia mfano huu, waliweza hata kuonyesha kwamba wiani wa maji ni kiwango cha juu cha 4 ° C. Hata hivyo, baadaye waandishi wenyewe walishutumu nadharia waliyoianzisha, kwani haikuelezea ukweli mwingi wa majaribio. Majaribio mengine ya mahesabu ya kinadharia ya muundo wa maji yanaweza kupatikana katika ukaguzi wa Ben-Naim na Stillinger.

Kwa sababu ya asili ya dipole ya molekuli za maji na jukumu kubwa la vifungo vya hidrojeni, mwingiliano wa molekuli za maji na ioni na molekuli zisizo na upande katika viumbe hai pia una jukumu muhimu sana. Mwingiliano unaoongoza kwenye uwekaji maji wa ayoni na aina maalum ya mwingiliano inayoitwa haidrofobu na haidrofili itajadiliwa katika sehemu zifuatazo za sura hii."

Akizungumzia juu ya jukumu la maji katika matukio ya kibiolojia, ni lazima ieleweke kwamba viumbe vyote vilivyo hai vimefanikiwa sana kwa kiasi fulani cha kuunganisha hidrojeni kati ya molekuli. Hii inathibitishwa na ukweli kwamba uingizwaji wa molekuli za maji nzito una athari kubwa sana kwenye mifumo ya kibiolojia. Umumunyifu wa molekuli za polar hupungua, kasi ya kifungu cha msukumo wa ujasiri hupungua, kazi ya enzymes inasumbuliwa, ukuaji wa bakteria na fungi hupungua, nk Labda matukio haya yote ni kutokana na ukweli kwamba mwingiliano wa hidrojeni kati ya molekuli. ina nguvu zaidi kuliko mwingiliano kati ya molekuli kati ya molekuli za maji mazito huonyeshwa kwa kiwango chake cha juu sana cha kuyeyuka (3.8 ° C) na joto la juu la muunganisho (1.51 kcal/mol). Kwa maji ya kawaida, joto la fusion ni 1.43 kcal / mol.

Urefu wa kiungo - umbali kati ya nyuklia. Kadiri umbali huu unavyopungua, ndivyo dhamana ya kemikali inavyokuwa na nguvu zaidi. Urefu wa kifungo hutegemea radii ya atomi zinazoiunda: atomi ndogo, kifungo kifupi kati yao. Kwa mfano, urefu wa dhamana ya H-O ni mfupi kuliko urefu wa dhamana ya H-N (kutokana na ubadilishanaji mdogo wa atomi ya oksijeni).

Dhamana ya ionic ni kesi kali ya dhamana ya polar covalent.

Uunganisho wa chuma.

Sharti la kuunda aina hii ya unganisho ni:

1) uwepo wa idadi ndogo ya elektroni katika viwango vya nje vya atomi;

2) uwepo wa tupu (obiti wazi) kwenye viwango vya nje vya atomi za chuma

3) nishati ya chini ya ionization.

Wacha tuzingatie uundaji wa dhamana ya chuma kwa kutumia sodiamu kama mfano. Elektroni ya valence ya sodiamu, ambayo iko kwenye kiwango kidogo cha 3s, inaweza kwa urahisi kupita kupitia obiti tupu za safu ya nje: pamoja na 3p na 3d. Atomi zinapokaribiana kama matokeo ya kuundwa kwa kimiani ya fuwele, obiti za valence za atomi za jirani hupishana, kwa sababu ambayo elektroni husogea kwa uhuru kutoka obiti moja hadi nyingine, na kuanzisha uhusiano kati ya atomi ZOTE za fuwele ya chuma.

Katika nodi za kimiani ya kioo kuna ioni za chuma na atomi zilizo na chaji chanya, na kati yao kuna elektroni ambazo zinaweza kusonga kwa uhuru kwenye kimiani ya fuwele. Elektroni hizi huwa za kawaida kwa atomi na ioni zote za chuma na huitwa "gesi ya elektroni". Uhusiano kati ya ioni zote za chuma zilizochajiwa vyema na elektroni za bure kwenye kimiani ya fuwele ya chuma huitwa dhamana ya chuma.

Uwepo wa dhamana ya metali huamua mali ya kimwili ya metali na aloi: ugumu, conductivity ya umeme, conductivity ya mafuta, malleability, ductility, luster metali. Elektroni za bure zinaweza kubeba joto na umeme, kwa hiyo ni sababu ya mali kuu ya kimwili ambayo hufautisha metali kutoka kwa zisizo za metali - conductivity ya juu ya umeme na ya joto.

Dhamana ya hidrojeni.

Dhamana ya hidrojeni hutokea kati ya molekuli zilizo na hidrojeni na atomi na EO ya juu (oksijeni, florini, nitrojeni). Vifungo vya Covalent H-O, H-F, H-N ni polar sana, kwa sababu ambayo malipo chanya ya ziada hujilimbikiza kwenye atomi ya hidrojeni, na malipo hasi ya ziada kwenye miti iliyo kinyume. Kati ya nguzo zenye kushtakiwa kinyume, nguvu za kivutio cha umeme huibuka - vifungo vya hidrojeni.

Vifungo vya hidrojeni vinaweza kuwa intermolecular au intramolecular. Nishati ya dhamana ya hidrojeni ni takriban mara kumi chini ya nishati ya dhamana ya kawaida ya covalent, lakini hata hivyo, vifungo vya hidrojeni vina jukumu muhimu katika michakato mingi ya physicochemical na kibiolojia. Hasa, molekuli za DNA ni helis mbili ambazo minyororo miwili ya nucleotides inaunganishwa na vifungo vya hidrojeni. Vifungo vya haidrojeni kati ya molekuli za maji na floridi hidrojeni vinaweza kuonyeshwa (kwa nukta) kama ifuatavyo:

Dutu zilizo na vifungo vya hidrojeni zina lati za kioo za Masi. Uwepo wa dhamana ya hidrojeni husababisha kuundwa kwa washirika wa molekuli na, kwa sababu hiyo, kuongezeka kwa pointi za kuyeyuka na kuchemsha.

Mbali na aina kuu zilizoorodheshwa za vifungo vya kemikali, pia kuna nguvu za ulimwengu za mwingiliano kati ya molekuli yoyote ambayo haiongoi kuvunja au kuunda vifungo vipya vya kemikali. Maingiliano haya yanaitwa vikosi vya van der Waals. Wao huamua mvuto wa molekuli za dutu fulani (au vitu mbalimbali) kwa kila mmoja katika hali ya kioevu na imara ya mkusanyiko.

Aina tofauti za vifungo vya kemikali huamua kuwepo kwa aina tofauti za lati za kioo (meza).

Dutu zinazojumuisha molekuli zina muundo wa molekuli. Dutu hizi ni pamoja na gesi zote, vimiminiko, na vile vile vitu vikali vilivyo na kimiani ya fuwele ya molekuli, kama vile iodini. Mango yenye kimiani ya atomiki, ioni au chuma yana muundo usio wa Masi, hawana molekuli.

Jedwali

Kipengele cha kimiani kioo	Aina ya kimiani
Molekuli	Ionic	Nyuklia	Chuma
Chembe kwenye nodi za kimiani	Molekuli	Cations na anions	Atomi	cations chuma na atomi
Asili ya uhusiano kati ya chembe	Nguvu za mwingiliano wa molekuli (pamoja na vifungo vya hidrojeni)	Vifungo vya Ionic	Vifungo vya Covalent	Uunganisho wa chuma
Nguvu ya dhamana	Dhaifu	Inadumu	Inadumu sana	Nguvu mbalimbali
Tabia tofauti za kimwili za dutu	Kiwango cha chini au kusablimisha, ugumu wa chini, nyingi mumunyifu katika maji	Kinzani, ngumu, brittle, nyingi mumunyifu katika maji. Suluhisho na kuyeyuka hufanya mkondo wa umeme	Kinzani sana, ngumu sana, karibu haina mumunyifu katika maji	Conductivity ya juu ya umeme na mafuta, luster ya metali, ductility.
Mifano ya vitu	Dutu rahisi - zisizo za metali (katika hali imara): Cl 2, F 2, Br 2, O 2, O 3, P 4, sulfuri, iodini (isipokuwa silicon, almasi, grafiti); vitu tata vinavyojumuisha atomi zisizo za metali (isipokuwa chumvi za amonia): maji, barafu kavu, asidi, halidi zisizo za chuma: PCl 3, SiF 4, CBr 4, SF 6, vitu vya kikaboni: hidrokaboni, alkoholi, fenoli, aldehidi, nk. .	Chumvi: kloridi ya sodiamu, nitrati ya bariamu, nk; alkali: hidroksidi ya potasiamu, hidroksidi ya kalsiamu, chumvi za amonia: NH 4 Cl, NH 4 NO 3, nk, oksidi za chuma, nitridi, hidridi, nk. (misombo ya metali na yasiyo ya metali)	Almasi, grafiti, silicon, boroni, germanium, oksidi ya silicon (IV) - silika, SiC (carborundum), fosforasi nyeusi (P).	Shaba, potasiamu, zinki, chuma na metali nyingine
Ulinganisho wa vitu kwa viwango vya kuyeyuka na kuchemsha.
	Kutokana na nguvu dhaifu za mwingiliano wa intermolecular, vitu hivyo vina kiwango cha chini cha kuyeyuka na kuchemsha. Zaidi ya hayo, uzito mkubwa wa molekuli ya dutu, juu ya t 0 pl. ina. Isipokuwa ni vitu ambavyo molekuli zinaweza kuunda vifungo vya hidrojeni. Kwa mfano, HF ina t0 pl ya juu kuliko HCl.	Dutu zina high t 0 pl., lakini chini ya dutu na kimiani atomiki. Ya juu ya malipo ya ions ambazo ziko katika maeneo ya kimiani na umbali mfupi kati yao, juu ya kiwango cha kuyeyuka cha dutu. Kwa mfano, t 0 pl. CaF 2 ni ya juu kuliko t 0 pl. KF.	Wana kiwango cha juu zaidi cha t 0 pl. Nguvu ya dhamana kati ya atomi kwenye kimiani, juu ya t 0 pl. ina dutu. Kwa mfano, Si ina t0 pl ya chini kuliko C.	Vyuma vina tofauti t0 pl.: kutoka -37 0 C kwa zebaki hadi 3360 0 C kwa tungsten.

Orodha ya mwingiliano. Anza kuandika neno unalotafuta.

UHUSIANO

Visawe:

uthabiti, mshikamano, mwendelezo, mkunjo, mfuatano, maelewano, mwingiliano, muunganisho, utamkaji, upatanisho, upatanishi, mawasiliano, njia za mawasiliano, ngono, mawasiliano, mawasiliano, ushirika, uhusiano, uhusiano, utegemezi, kufunga, mahusiano, mapenzi, kiunganishi. , muungano, causation, mahusiano ya umma, tomba, mahusiano ya karibu, fitina, uwiano, duplex, umbilical cord, ngono, uhusiano, dini, cohabitation, parataxis, kuunganisha thread, mwendelezo, adhesion, interconnectedness, uwiano, conditioning, uhusiano, jamaa, putty , bondi , cupids, affair, synapses, context, love, thread, mail, message, quadruplex. Chungu. kugawanyika

UHUSIANO visawe, ni nini? UHUSIANO, UHUSIANO hii ndiyo maana ya neno UHUSIANO, asili (etimolojia) UHUSIANO, UHUSIANO mkazo, maumbo ya maneno katika kamusi nyinginezo

+ UHUSIANO kisawe - Kamusi ya visawe vya Kirusi 4

Dhamana ya Ionic

(nyenzo kutoka kwa tovuti http://www.hemi.nsu.ru/ucheb138.htm zilitumika)

Uunganishaji wa ioni hutokea kupitia mvuto wa kielektroniki kati ya ioni zenye chaji kinyume. Ioni hizi huundwa kama matokeo ya uhamishaji wa elektroni kutoka atomi moja hadi nyingine. Kifungo cha ioni huundwa kati ya atomi ambazo zina tofauti kubwa katika uwezo wa kielektroniki (kawaida zaidi ya 1.7 kwenye mizani ya Pauling), kwa mfano, kati ya chuma cha alkali na atomi za halojeni.

Hebu tuzingatie kutokea kwa kifungo cha ionic kwa kutumia mfano wa uundaji wa NaCl.

Kutoka kwa fomula za elektroniki za atomi

Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 na

Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

Inaweza kuonekana kuwa ili kukamilisha kiwango cha nje, ni rahisi kwa atomi ya sodiamu kutoa elektroni moja kuliko kupata saba, na kwa atomi ya klorini ni rahisi kupata elektroni moja kuliko kupata saba. Katika athari za kemikali, atomi ya sodiamu hutoa elektroni moja, na atomi ya klorini inachukua. Kama matokeo, maganda ya elektroni ya atomi za sodiamu na klorini hubadilishwa kuwa ganda la elektroni thabiti la gesi bora (usanidi wa elektroniki wa cation ya sodiamu).

Na + 1s 2 2s 2 2p 6,

na usanidi wa kielektroniki wa anion ya klorini ni

Cl – - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6).

Mwingiliano wa kielektroniki wa ayoni husababisha uundaji wa molekuli ya NaCl.

Asili ya dhamana ya kemikali mara nyingi huonyeshwa katika hali ya mkusanyiko na mali ya kimwili ya dutu hii. Michanganyiko ya ioni kama vile kloridi ya sodiamu NaCl ni ngumu na haihimiliki kwa sababu kuna nguvu kubwa za mvuto wa kielektroniki kati ya chaji ya ayoni "+" na "-".

Ioni ya klorini yenye chaji hasi huvutia sio tu "yake" Na + ion, lakini pia ioni nyingine za sodiamu karibu nayo. Hii inaongoza kwa ukweli kwamba karibu na ions yoyote hakuna ion moja na ishara kinyume, lakini kadhaa.

Muundo wa kioo cha kloridi ya sodiamu NaCl.

Kwa kweli, kuna ayoni 6 za sodiamu karibu na kila ioni ya klorini, na ioni 6 za klorini karibu na kila ayoni ya sodiamu. Ufungaji huu wa ioni ulioamuru unaitwa fuwele ya ionic. Ikiwa atomi moja ya klorini imetengwa katika kioo, basi kati ya atomi za sodiamu zinazoizunguka haiwezekani tena kupata moja ambayo klorini iliguswa.

Ini huvutiwa kwa kila mmoja na nguvu za kielektroniki, husita sana kubadilisha eneo lao chini ya ushawishi wa nguvu ya nje au kuongezeka kwa joto. Lakini kloridi ya sodiamu ikiyeyushwa na kuendelea kuwashwa moto katika utupu, huvukiza na kutengeneza molekuli za NaCl za diatomiki. Hii inaonyesha kuwa nguvu za uunganisho za ushirikiano hazizimiwi kabisa.

Tabia za msingi za vifungo vya ionic na mali ya misombo ya ionic

1. Dhamana ya ionic ni dhamana yenye nguvu ya kemikali. Nishati ya dhamana hii ni juu ya utaratibu wa 300 - 700 kJ / mol.

2. Tofauti na kifungo shirikishi, kifungo cha ioniki hakielekezi kwa sababu ayoni inaweza kuvutia ayoni za ishara kinyume na yenyewe katika mwelekeo wowote.

3. Tofauti na dhamana ya ushirikiano, dhamana ya ionic haijajaa, kwani mwingiliano wa ions wa ishara kinyume hauongoi fidia kamili ya pande zote za mashamba yao ya nguvu.

4. Wakati wa kuundwa kwa molekuli na dhamana ya ionic, uhamisho kamili wa elektroni haufanyiki, kwa hiyo, asilimia mia moja ya vifungo vya ionic haipo katika asili. Katika molekuli ya NaCl, dhamana ya kemikali ni ioni 80% tu.

5. Michanganyiko yenye vifungo vya ionic ni mango ya fuwele ambayo yana viwango vya juu vya kuyeyuka na kuchemka.

6. Misombo mingi ya ioni huyeyuka katika maji. Suluhisho na kuyeyuka kwa misombo ya ionic hufanya mkondo wa umeme.

Uunganisho wa chuma

Fuwele za chuma zimeundwa tofauti. Ikiwa unachunguza kipande cha chuma cha sodiamu, utaona kwamba kuonekana kwake ni tofauti sana na chumvi ya meza. Sodiamu ni chuma laini, kilichokatwa kwa urahisi na kisu, kilichopangwa na nyundo, kinaweza kuyeyuka kwa urahisi kwenye kikombe kwenye taa ya pombe (hatua ya kuyeyuka 97.8 o C). Katika kioo cha sodiamu, kila atomi imezungukwa na atomi nyingine nane zinazofanana.

Muundo wa kioo wa Na.

Takwimu inaonyesha kwamba atomi ya Na katikati ya mchemraba ina majirani 8 wa karibu. Lakini hiyo inaweza kusemwa juu ya atomi nyingine yoyote katika kioo, kwa kuwa zote ni sawa. Kioo kina vipande vya kurudia "bila kikomo" vilivyoonyeshwa kwenye takwimu hii.

Atomi za chuma kwenye kiwango cha nishati ya nje zina idadi ndogo ya elektroni za valence. Kwa kuwa nishati ya ionization ya atomi za chuma ni ndogo, elektroni za valence huhifadhiwa kwa udhaifu katika atomi hizi. Matokeo yake, ions chaji chanya na elektroni bure kuonekana katika kimiani kioo ya metali. Katika kesi hii, cations za chuma ziko kwenye nodes za latiti ya kioo, na elektroni hutembea kwa uhuru katika uwanja wa vituo vyema, na kutengeneza kinachojulikana kama "gesi ya elektroni".

Uwepo wa elektroni iliyo na chaji hasi kati ya cations mbili husababisha kila cation kuingiliana na elektroni hii.

Hivyo, Kuunganisha kwa metali ni uunganisho kati ya ayoni chanya katika fuwele za chuma unaotokea kupitia mvuto wa elektroni zinazosonga kwa uhuru katika fuwele zote.

Kwa kuwa elektroni za valence katika chuma husambazwa sawasawa katika fuwele yote, kifungo cha metali, kama bondi ya ioni, ni kifungo kisicho mwelekeo. Tofauti na dhamana ya ushirikiano, dhamana ya metali ni dhamana isiyojaa. Kifungo cha chuma pia hutofautiana na kifungo cha ushirikiano katika nguvu. Nishati ya dhamana ya metali ni takriban mara tatu hadi nne chini ya nishati ya dhamana ya ushirikiano.

Kutokana na uhamaji mkubwa wa gesi ya elektroni, metali zina sifa ya juu ya umeme na conductivity ya mafuta.

Kioo cha chuma kinaonekana rahisi sana, lakini kwa kweli muundo wake wa elektroniki ni ngumu zaidi kuliko ule wa fuwele za chumvi za ionic. Hakuna elektroni za kutosha katika ganda la elektroni la nje la vipengee vya chuma kuunda dhamana kamili ya "okteti" au dhamana ya ioni. Kwa hiyo, katika hali ya gesi, metali nyingi zinajumuisha molekuli za monatomic (yaani, atomi za mtu binafsi haziunganishwa kwa kila mmoja). Mfano wa kawaida ni mvuke wa zebaki. Kwa hivyo, dhamana ya metali kati ya atomi za chuma hutokea tu katika hali ya kioevu na imara ya mkusanyiko.

Kifungo cha metali kinaweza kuelezewa kama ifuatavyo: baadhi ya atomi za metali katika fuwele inayotokana hutoa elektroni zao za valence kwenye nafasi kati ya atomi (kwa sodiamu hii ni...3s1), na kugeuka kuwa ayoni. Kwa kuwa atomi zote za chuma kwenye fuwele ni sawa, kila moja ina nafasi sawa ya kupoteza elektroni ya valence.

Kwa maneno mengine, uhamisho wa elektroni kati ya atomi za chuma zisizo na neutral na ionized hutokea bila matumizi ya nishati. Katika kesi hiyo, baadhi ya elektroni daima huishia katika nafasi kati ya atomi kwa namna ya "gesi ya elektroni".

Elektroni hizi za bure, kwanza, hushikilia atomi za chuma kwa umbali fulani wa usawa kutoka kwa kila mmoja.

Pili, wanapeana metali sifa ya "kuangaza kwa metali" (elektroni za bure zinaweza kuingiliana na quanta nyepesi).

Tatu, elektroni za bure hutoa metali na conductivity nzuri ya umeme. Conductivity ya juu ya mafuta ya metali pia inaelezewa na uwepo wa elektroni za bure kwenye nafasi ya interatomic - "hujibu" kwa urahisi mabadiliko ya nishati na kuchangia uhamisho wake wa haraka katika kioo.

Mfano rahisi wa muundo wa elektroniki wa kioo cha chuma.

******** Kwa kutumia sodiamu ya chuma kama mfano, hebu tuzingatie asili ya kifungo cha metali kutoka kwa mtazamo wa mawazo kuhusu obiti za atomiki. Atomu ya sodiamu, kama metali nyingine nyingi, ina ukosefu wa elektroni za valence, lakini kuna obiti za valence za bure. Elektroni moja ya 3s ya sodiamu ina uwezo wa kuhamia kwenye obiti yoyote ya jirani ya bure na ya karibu-katika-nishati. Kadiri atomi katika fuwele zinavyokaribiana, obiti za nje za atomi za jirani hupishana, na hivyo kuruhusu elektroni zilizotolewa kusonga kwa uhuru katika fuwele nzima.

Walakini, "gesi ya elektroni" sio duni kama inavyoweza kuonekana. Elektroni zisizolipishwa katika fuwele za chuma ziko katika obiti zinazopishana na kwa kiasi fulani hushirikiwa, na kutengeneza kitu kama vifungo shirikishi. Sodiamu, potasiamu, rubidiamu na vipengee vingine vya metali vina elektroni chache zilizoshirikiwa, kwa hivyo fuwele zao ni dhaifu na zinaweza fusible. Kadiri idadi ya elektroni za valence inavyoongezeka, nguvu ya metali kwa ujumla huongezeka.

Kwa hivyo, vifungo vya metali huwa vinaundwa na vipengele ambavyo atomi zao zina elektroni chache za valence katika shells zao za nje. Elektroni hizi za valence, ambazo hutekeleza dhamana ya metali, hushirikiwa kiasi kwamba zinaweza kusonga katika kioo cha chuma na kutoa conductivity ya juu ya umeme ya chuma.

Kioo cha NaCl hakipitishi umeme kwa sababu hakuna elektroni zisizolipishwa katika nafasi kati ya ayoni. Elektroni zote zinazotolewa na atomi za sodiamu zinashikiliwa na ioni za klorini. Hii ni moja ya tofauti kubwa kati ya fuwele za ionic na zile za chuma.

Unachojua sasa kuhusu uunganishaji wa metali husaidia kueleza uwezo mkubwa wa kuharibika (ductility) wa metali nyingi. Metal inaweza kupigwa kwenye karatasi nyembamba na kuingizwa kwenye waya. Ukweli ni kwamba tabaka za kibinafsi za atomi kwenye fuwele za chuma zinaweza kuteleza kwa urahisi: "gesi ya elektroni" ya rununu hupunguza laini ya harakati za ioni chanya, ikizilinda kutoka kwa kila mmoja.

Kwa kweli, hakuna kitu kama hiki kinaweza kufanywa na chumvi ya meza, ingawa chumvi pia ni dutu ya fuwele. Katika fuwele za ioni, elektroni za valence zimefungwa kwa kiini cha atomi. Kuhama kwa safu moja ya ioni kuhusiana na nyingine huleta ioni za chaji sawa karibu na husababisha mvutano mkali kati yao, na kusababisha uharibifu wa fuwele (NaCl ni dutu dhaifu).

Kuhama kwa tabaka za fuwele ya ioni husababisha kuonekana kwa nguvu kubwa za kuchukiza kati ya ayoni na uharibifu wa fuwele.

Urambazaji

• Kutatua matatizo yaliyounganishwa kulingana na sifa za kiasi cha dutu
• Kutatua tatizo. Sheria ya uthabiti wa muundo wa dutu. Mahesabu kwa kutumia dhana ya "molar molekuli" na "kiasi kemikali" ya dutu