SỰ LIÊN QUAN
GIAO TIẾP, -và, về giao tiếp, trong kết nối và trong kết nối, w.
1. (có liên quan). Là mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau, có điều kiện, có tính tương đồng giữa một sự vật nào đó. C. lý thuyết và thực hành. Nhân quả p.
2. (có liên quan). Đóng giao tiếp giữa một ai đó hoặc một cái gì đó. Ngôi làng thân thiện Tăng cường quan hệ quốc tế.
3. (trong kết nối và trong kết nối). Mối quan hệ yêu đương, chung sống. Lyubovnaya s. Để liên lạc với ai đó.
4. làm ơn. h. Làm quen với ai đó, hỗ trợ, bảo trợ, mang lại lợi ích. Có kết nối trong vòng tròn có ảnh hưởng. Kết nối tuyệt vời.
5. (có liên quan). Giao tiếp với ai đó, cũng có nghĩa là có thể giao tiếp, giao tiếp. làng Kosmicheskaya Sống S.(thông qua danh bạ). Làng không khí Đường dây điện thoại liên tỉnh.
6. (có liên quan). Một nhánh của nền kinh tế quốc dân liên quan đến các phương tiện liên lạc như vậy (thư, điện báo, điện thoại, radio), cũng như toàn bộ các phương tiện đó tập trung ở các tổ chức liên quan. Dịch vụ truyền thông. Nhân viên truyền thông.
7. (trong kết nối), thường là số nhiều. h.Một phần của kết cấu tòa nhà kết nối các bộ phận chính của nó (đặc biệt).
Bởi vì Làm sao, giới từ với TV. n. do cái gì, do cái gì, bị điều kiện bởi cái gì. Đến muộn vì trượt.
Bởi vì thực tế là, đoàn kết vì lý do đó, trên cơ sở thực tế đó. Tôi hỏi vì cần thông tin chính xác.
SỰ LIÊN QUANđây là cái gì SỰ LIÊN QUAN, ý nghĩa của từ SỰ LIÊN QUAN, từ đồng nghĩa với SỰ LIÊN QUAN, nguồn gốc (từ nguyên) SỰ LIÊN QUAN, SỰ LIÊN QUAN trọng âm, dạng từ trong các từ điển khác
+ SỰ LIÊN QUAN- T. F. Efremova Từ điển mới của tiếng Nga. Giải thích và hình thành từ ngữ
GIAO TIẾP là
sự liên quan
Và.
a) Mối quan hệ lẫn nhau giữa ai đó hoặc cái gì đó.
b) Cộng đồng, hiểu biết lẫn nhau, đoàn kết nội bộ.
a) Giao tiếp với ai đó.
b) Quan hệ yêu đương, chung sống.
3) Mối quan hệ giữa ai đó tạo ra sự phụ thuộc lẫn nhau, có điều kiện.
4) Sự nhất quán, mạch lạc, hài hòa (trong suy nghĩ, cách trình bày…).
5) Khả năng giao tiếp với ai đó hoặc cái gì đó. ở một khoảng cách xa.
6) Phương tiện liên lạc được thực hiện ở khoảng cách xa.
7) Một tập hợp các tổ chức cung cấp phương tiện liên lạc từ xa (điện báo, thư, điện thoại, radio).
a) Kết nối, buộc chặt một cái gì đó.
b) Lực liên kết, lực hút lẫn nhau (phân tử, nguyên tử, electron, v.v.).
+ SỰ LIÊN QUAN- Từ điển giải thích hiện đại ed. "Bách khoa toàn thư vĩ đại của Liên Xô"
GIAO TIẾP là
SỰ LIÊN QUAN
1) truyền và nhận thông tin bằng nhiều phương tiện kỹ thuật khác nhau. Tuỳ theo tính chất của phương tiện thông tin liên lạc được sử dụng, nó được chia thành bưu chính (xem Thư tín) và điện tử (xem Viễn thông). 2) Là ngành của nền kinh tế quốc dân đảm bảo việc truyền và nhận bưu chính, điện thoại, điện báo, vô tuyến. và các tin nhắn khác. Ở Liên Xô năm 1986 có 92 nghìn doanh nghiệp truyền thông; 8,5 tỷ lá thư, 50,3 tỷ tờ báo, tạp chí, 248 triệu bưu kiện, 449 triệu điện tín được gửi đi; số máy điện thoại trên mạng điện thoại chung lên tới 33,0 triệu máy. thập niên 60 ở Liên Xô, Mạng Truyền thông Tự động Thống nhất (EASC) đang được giới thiệu 3) Thông tin liên lạc quân sự được cung cấp bởi Quân đoàn Tín hiệu --- về mặt triết học - sự phụ thuộc lẫn nhau về sự tồn tại của các hiện tượng tách biệt trong không gian và thời gian. Các kết nối được phân loại theo đối tượng nhận thức, theo các hình thức tất định luận (rõ ràng, xác suất và tương quan), theo sức mạnh của chúng (cứng nhắc và hạt), theo bản chất của kết quả mà kết nối mang lại (kết nối tạo ra, kết nối của chuyển đổi), theo hướng hành động (trực tiếp và ngược lại), theo loại quy trình xác định kết nối này (kết nối chức năng, kết nối phát triển, kết nối điều khiển), theo nội dung là chủ đề của kết nối (kết nối đảm bảo tính chuyển vật chất, năng lượng hoặc thông tin).
+ SỰ LIÊN QUAN- Từ điển học thuật nhỏ của tiếng Nga
GIAO TIẾP là
sự liên quan
VÀ, câu về giao tiếp, trong kết nối và trong kết nối, Và.
Mối quan hệ lẫn nhau giữa một ai đó hoặc một cái gì đó.
Kết nối giữa công nghiệp và nông nghiệp. Mối liên hệ giữa khoa học và sản xuất. Kết nối thương mại. Kết nối kinh tế giữa các vùng. Kết nối gia đình.
Sự phụ thuộc lẫn nhau, có điều kiện.
Nhân quả.
Chúng tôi chỉ muốn nói rằng tất cả các ngành khoa học đều có mối liên hệ chặt chẽ với nhau và việc tiếp thu lâu dài một ngành khoa học sẽ không mang lại kết quả cho các ngành khoa học khác. Chernyshevsky, Ghi chú ngữ pháp. V. Klassovsky.
Mối liên hệ giữa tác phẩm của Petrov-Vodkin và truyền thống hội họa cổ xưa của Nga là rất rõ ràng.
L. Mochalov, Sự độc đáo của tài năng.
mạch lạc, hài hòa, nhất quán (trong kết nối suy nghĩ, trong cách trình bày, trong lời nói).
Những suy nghĩ hỗn loạn trong đầu anh, và lời nói không có mối liên hệ nào. Pushkin, Dubrovsky.
Suy nghĩ của tôi không có đủ sự nhất quán và khi viết chúng ra giấy, tôi luôn cảm thấy mình đã mất đi cảm giác về mối liên hệ hữu cơ giữa chúng. Chekhov, Một câu chuyện nhàm chán.
Gần gũi với ai đó, sự đoàn kết nội tâm.
Mối liên hệ vô hình đó ngày càng lớn giữa họ, không thể diễn tả bằng lời mà chỉ cảm nhận được. Mamin-Sibiryak, Privalovsky hàng triệu.
Khi một nhà văn cảm nhận sâu sắc mối liên hệ huyết thống của mình với nhân dân, điều đó mang lại cho anh ta vẻ đẹp và sức mạnh. M. Gorky, Thư gửi D.N. Mamin-Sibiryak, ngày 18 tháng 10. 1912.
Giao tiếp (thân thiện hoặc kinh doanh), quan hệ với ai đó hoặc điều gì đó.
Giữ liên lạc với smb. Tạo kết nối trong thế giới văn học.
(Ivan Ivanovich và Ivan Nikiforovich) đã cắt đứt mọi quan hệ, trong khi trước đó họ được coi là những người bạn không thể tách rời! Gogol, Câu chuyện về việc Ivan Ivanovich cãi nhau với Ivan Nikiforovich.
Mối liên hệ của Drozdov với một trong những tổ chức cách mạng đã được thiết lập và các vụ bắt giữ đã được thực hiện. M. Gorky, Câu chuyện về một anh hùng.
Mối quan hệ tình yêu; chung sống.
(Matvey) có mối quan hệ với một phụ nữ tư sản và có một đứa con với cô ấy. Chekhov, Giết người.
(Sophia:) Em có quyền gì mà nói về sự không chung thủy của anh?.. Em đã có hàng tá mối tình. M. Gorky, Người cuối cùng.
|| làm ơn. h.(kết nối, -ey).
Làm quen với những người có ảnh hưởng, những người có thể hỗ trợ và bảo trợ.
Tốt B. quyết định tìm nhà cho bố dượng. Anh ta đã có những mối quan hệ tuyệt vời và ngay lập tức bắt đầu hỏi thăm và giới thiệu người bạn tội nghiệp của mình. Dostoevsky, Netochka Nezvanova.
Nhờ mối quan hệ của người cha quá cố của tôi, một kỹ sư, tôi đã được ghi danh vào trường Mikhailovsky. Pertsov, Từ tự truyện.
Giao tiếp, giao tiếp với ai đó hoặc cái gì đó. sử dụng nhiều phương tiện khác nhau.
Trong cabin, sử dụng ống nói, người chỉ huy có thể liên lạc với buồng lái và qua điện thoại với bất kỳ bộ phận nào của tàu. Novikov-Priboy, Thuyền trưởng hạng 1.
Morozka nằm trong số kỵ binh được giao nhiệm vụ liên lạc với các trung đội trong trận chiến. Fadeev, Đánh bại.
Bây giờ chỉ còn một cách liên lạc duy nhất - qua sông Volga. Simonov, Ngày và Đêm.
|| Những thứ kia.
Truyền và nhận thông tin bằng các phương tiện đặc biệt.
5. thường có một định nghĩa.
Các phương tiện mà thông tin liên lạc và truyền tải thông tin được thực hiện.
Liên lạc vô tuyến điện thoại. Truyền thông điện báo. Thông tin liên lạc của người điều phối.
Vào ban đêm, các tín hiệu viên của trung đoàn pháo binh đã thiết lập được kết nối điện thoại với xe tăng. V. Kozhevnikov, Bảy ngày.
Một tập hợp các tổ chức cung cấp phương tiện kỹ thuật liên lạc từ xa (điện báo, bưu điện, điện thoại, radio).
Nhân viên truyền thông.
|| Quân đội
Là dịch vụ cung cấp thông tin liên lạc giữa các đơn vị quân đội (sử dụng điện thoại, radio, tin nhắn, v.v.).
Arkhip Khromkov trở thành người đứng đầu cơ quan tình báo và truyền thông. Markov, Strogov.
Một sĩ quan liên lạc từ trụ sở quân đội đến với một gói hàng khẩn cấp. Popovkin, Gia đình Rubanyuk.
Kết nối, buộc chặt một cái gì đó.
Liên kết đá và gạch bằng đất sét.
Trong Nhà thờ Trinity, ông đưa sắt vào khối xây của tòa nhà để kết nối các góc. Pilyavsky, Tác phẩm của V.P.
Sự gắn kết, lực hút lẫn nhau (phân tử, nguyên tử, electron, v.v.).
Sự liên kết của electron với hạt nhân.
Một thiết bị liên kết hoặc buộc chặt các bộ phận của một cái gì đó. các tòa nhà hoặc công trình kiến trúc; kẹp.
Đó là một xưởng trang trí khổng lồ - một mái vòm đan xen ở phía trên với xà nhà và nẹp sắt. A. N. Tolstoy, Egor Abozov. Logic, mạch lạc, liên tục, có thể gập lại, trình tự, hài hòa, tương tác, kết nối, khớp nối, nối, sự gắn kết, giao tiếp, phương tiện giao tiếp, giao tiếp, giao tiếp, liên hệ, liên kết, quan hệ, mối quan hệ, sự phụ thuộc, ràng buộc, quan hệ, lãng mạn, kết nối liên kết, liên hiệp, nhân quả, quan hệ công chúng, tomba, các mối quan hệ thân mật, âm mưu, tỷ lệ, song công, dây rốn, giao hợp, liên kết, tôn giáo, chung sống, parataxis, kết nối chủ đề, tính liên tục, sự bám dính, sự liên kết với nhau, tương quan, điều hòa , kết nối, quan hệ họ hàng, putty, trái phiếu, thần tình yêu, chuyện tình, khớp thần kinh, bối cảnh, tình yêu, chủ đề, thư, tin nhắn, bốn cực. Kiến. sự phân mảnh
|
Khi nghiên cứu chủ đề này, bạn sẽ học được:
Khi nghiên cứu chủ đề này, bạn sẽ học được:
Câu hỏi nghiên cứu: |
5.1. Liên kết cộng hóa trị
Một liên kết hóa học được hình thành khi hai hoặc nhiều nguyên tử kết hợp với nhau nếu do sự tương tác của chúng làm cho tổng năng lượng của hệ giảm đi. Cấu hình điện tử ổn định nhất của lớp vỏ electron bên ngoài của nguyên tử là cấu hình của các nguyên tử khí hiếm, gồm hai hoặc tám electron. Lớp vỏ electron bên ngoài của nguyên tử của các nguyên tố khác chứa từ một đến bảy electron, tức là đang dang dở. Khi một phân tử được hình thành, các nguyên tử có xu hướng thu được lớp vỏ hai electron hoặc tám electron ổn định. Các electron hóa trị của nguyên tử tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học.
Cộng hóa trị là liên kết hóa học giữa hai nguyên tử, được hình thành bởi các cặp electron đồng thời thuộc về hai nguyên tử này.
Có hai cơ chế hình thành liên kết cộng hóa trị: trao đổi và chất cho-chấp.
5.1.1. Cơ chế trao đổi hình thành liên kết cộng hóa trị
Cơ chế trao đổi Sự hình thành liên kết cộng hóa trị được thực hiện do sự chồng chéo của các đám mây electron của các electron thuộc các nguyên tử khác nhau. Ví dụ, khi hai nguyên tử hydro tiến lại gần nhau, quỹ đạo của các electron 1s chồng lên nhau. Kết quả là xuất hiện một cặp electron chung, đồng thời thuộc về cả hai nguyên tử. Trong trường hợp này, một liên kết hóa học được hình thành bởi các electron có spin phản song song, Hình 2. 5.1.
Cơm. 5.1. Sự hình thành phân tử hydro từ hai nguyên tử H
5.1.2. Cơ chế cho-chấp để hình thành liên kết cộng hóa trị
Với cơ chế cho-chấp của sự hình thành liên kết cộng hóa trị, liên kết cũng được hình thành bằng cách sử dụng các cặp electron. Tuy nhiên, trong trường hợp này, một nguyên tử (chất cho) cung cấp cặp electron của nó và nguyên tử còn lại (chất nhận) tham gia vào quá trình hình thành liên kết với quỹ đạo tự do của nó. Một ví dụ về việc thực hiện liên kết cho-chấp là sự hình thành ion amoni NH 4 + trong quá trình tương tác giữa amoniac NH 3 với cation hydro H +.
Trong phân tử NH 3, ba cặp electron tạo thành ba liên kết N – H, cặp electron thứ tư thuộc nguyên tử nitơ là duy nhất. Cặp electron này có thể tạo thành liên kết với ion hydro có quỹ đạo trống. Kết quả thu được ion amoni NH 4+, Hình 2. 5.2.
Cơm. 5.2. Sự xuất hiện của liên kết cho-chấp trong quá trình hình thành ion amoni
Cần lưu ý rằng bốn liên kết cộng hóa trị N – H tồn tại trong ion NH 4+ là tương đương nhau. Trong ion amoni, không thể xác định được liên kết được hình thành theo cơ chế cho-chấp.
5.1.3. Liên kết cộng hóa trị có cực và không phân cực
Nếu liên kết cộng hóa trị được hình thành bởi các nguyên tử giống hệt nhau thì cặp electron nằm ở cùng khoảng cách giữa hạt nhân của các nguyên tử này. Liên kết cộng hóa trị như vậy được gọi là không phân cực. Ví dụ về các phân tử có liên kết cộng hóa trị không phân cực là H2, Cl2, O2, N2, v.v..
Trong trường hợp liên kết cộng hóa trị có cực, cặp electron dùng chung được chuyển sang nguyên tử có độ âm điện cao hơn. Loại liên kết này được hiện thực hóa trong các phân tử được hình thành bởi các nguyên tử khác nhau. Liên kết cộng hóa trị có cực xảy ra trong các phân tử HCl, HBr, CO, NO, v.v. Ví dụ, sự hình thành liên kết cộng hóa trị có cực trong phân tử HCl có thể được biểu diễn bằng sơ đồ, hình 2. 5.3:
Cơm. 5.3. Sự hình thành liên kết cộng hóa trị có cực trong phân tử HC1
Trong phân tử đang được xem xét, cặp electron được chuyển sang nguyên tử clo, vì độ âm điện của nó (2,83) lớn hơn độ âm điện của nguyên tử hydro (2.1).
5.1.4. Momen lưỡng cực và cấu trúc phân tử
Thước đo độ phân cực của liên kết là mômen lưỡng cực của nó μ:
μ = e l,
Ở đâu e- điện tích, tôi- khoảng cách giữa tâm điện tích dương và điện tích âm.
Momen lưỡng cực là một đại lượng vectơ. Khái niệm “mômen lưỡng cực liên kết” và “mômen lưỡng cực phân tử” chỉ trùng khớp với các phân tử hai nguyên tử. Momen lưỡng cực của một phân tử bằng tổng vectơ mô men lưỡng cực của tất cả các liên kết. Do đó, mômen lưỡng cực của phân tử đa nguyên tử phụ thuộc vào cấu trúc của nó.
Ví dụ, trong phân tử CO 2 tuyến tính, mỗi liên kết C–O đều có cực. Tuy nhiên, phân tử CO 2 nói chung là không phân cực, vì mômen lưỡng cực của các liên kết triệt tiêu lẫn nhau (Hình 5.4). Momen lưỡng cực của phân tử carbon dioxide là m = 0.
Trong phân tử H2O góc, các liên kết H–O phân cực nằm ở góc 104,5 o. Tổng vectơ mômen lưỡng cực của hai liên kết H–O được biểu thị bằng đường chéo của hình bình hành (Hình 5.4). Kết quả là mômen lưỡng cực của phân tử nước m không bằng 0.
Cơm. 5.4. Momen lưỡng cực của phân tử CO 2 và H 2 O
5.1.5. Hóa trị của các nguyên tố trong hợp chất có liên kết cộng hóa trị
Hóa trị của các nguyên tử được xác định bởi số lượng electron độc thân tham gia vào quá trình hình thành các cặp electron chung với electron của các nguyên tử khác. Có một electron độc thân ở lớp electron bên ngoài, các nguyên tử halogen trong các phân tử F 2, HCl, PBr 3 và CCl 4 là hóa trị một. Các nguyên tố của phân nhóm oxy chứa hai electron chưa ghép cặp ở lớp ngoài, do đó trong các hợp chất như O 2, H 2 O, H 2 S và SCl 2 chúng là hóa trị hai.
Vì, ngoài các liên kết cộng hóa trị thông thường, một liên kết có thể được hình thành trong phân tử theo cơ chế cho-chấp, hóa trị của các nguyên tử cũng phụ thuộc vào sự có mặt của các cặp electron đơn độc và quỹ đạo của electron tự do. Một thước đo định lượng về hóa trị là số lượng liên kết hóa học mà qua đó một nguyên tử nhất định được kết nối với các nguyên tử khác.
Theo quy luật, hóa trị tối đa của các phần tử không thể vượt quá số lượng nhóm mà chúng nằm trong đó. Ngoại lệ là các nguyên tố thuộc nhóm con thứ cấp của nhóm thứ nhất Cu, Ag, Au, có hóa trị trong các hợp chất lớn hơn một. Các electron hóa trị chủ yếu bao gồm các electron của các lớp bên ngoài, tuy nhiên, đối với các nguyên tố thuộc các phân nhóm bên, các electron của lớp áp chót (trước ngoài) cũng tham gia vào quá trình hình thành liên kết hóa học.
5.1.6. Hóa trị của các nguyên tố ở trạng thái bình thường và trạng thái kích thích
Hóa trị của hầu hết các nguyên tố hóa học phụ thuộc vào việc các nguyên tố này ở trạng thái bình thường hay trạng thái kích thích. Cấu hình electron của nguyên tử Li: 1s 2 2s 1. Nguyên tử lithium ở cấp độ bên ngoài có một electron chưa ghép cặp, tức là liti là hóa trị một. Cần một lượng năng lượng rất lớn liên quan đến sự chuyển đổi của electron 1s sang quỹ đạo 2p để thu được lithium hóa trị ba. Sự tiêu hao năng lượng này lớn đến mức nó không được bù đắp bằng năng lượng giải phóng trong quá trình hình thành liên kết hóa học. Về vấn đề này, không có hợp chất lithium hóa trị ba.
Cấu hình lớp điện tử bên ngoài của các nguyên tố thuộc phân nhóm berili ns 2. Điều này có nghĩa là ở lớp electron bên ngoài của các nguyên tố này trong quỹ đạo tế bào ns có hai electron có spin ngược nhau. Các nguyên tố của phân nhóm berili không chứa các electron độc thân nên hóa trị của chúng ở trạng thái bình thường bằng không. Ở trạng thái kích thích, cấu hình electron của các nguyên tố thuộc phân nhóm berili là ns 1 nр 1, tức là các nguyên tố tạo thành hợp chất trong đó chúng có hóa trị hai.
Khả năng hóa trị của nguyên tử boron
Hãy xem xét cấu hình điện tử của nguyên tử boron ở trạng thái cơ bản: 1s 2 2s 2 2p 1. Nguyên tử boron ở trạng thái cơ bản chứa một electron chưa ghép cặp (Hình 5.5), tức là nó là đơn trị. Tuy nhiên, boron không được đặc trưng bởi sự hình thành các hợp chất trong đó nó là hóa trị một. Khi một nguyên tử boron bị kích thích, sự chuyển đổi của một electron 2s sang quỹ đạo 2p xảy ra (Hình 5.5). Một nguyên tử boron ở trạng thái kích thích có 3 electron độc thân và có thể tạo thành các hợp chất trong đó hóa trị của nó là ba.
Cơm. 5.5. Trạng thái hóa trị của nguyên tử bo ở trạng thái bình thường và trạng thái kích thích
Theo quy luật, năng lượng tiêu hao khi nguyên tử chuyển sang trạng thái kích thích trong một mức năng lượng được bù nhiều hơn bằng năng lượng giải phóng trong quá trình hình thành các liên kết bổ sung.
Do sự hiện diện của một quỹ đạo 2p tự do trong nguyên tử boron, boron trong các hợp chất có thể tạo thành liên kết cộng hóa trị thứ tư, đóng vai trò là chất nhận cặp electron. Hình 5.6 cho thấy cách phân tử BF tương tác với ion F –, dẫn đến sự hình thành ion –, trong đó boron tạo thành bốn liên kết cộng hóa trị.
Cơm. 5.6. Cơ chế cho-chấp để hình thành liên kết cộng hóa trị thứ tư ở nguyên tử boron
Khả năng hóa trị của nguyên tử nitơ
Hãy xem xét cấu trúc điện tử của nguyên tử nitơ (Hình 5.7).
Cơm. 5.7. Sự phân bố electron trên quỹ đạo của nguyên tử nitơ
Từ sơ đồ được trình bày, rõ ràng nitơ có ba electron chưa ghép cặp, nó có thể tạo thành ba liên kết hóa học và hóa trị của nó là ba. Việc chuyển nguyên tử nitơ sang trạng thái kích thích là không thể, vì mức năng lượng thứ hai không chứa quỹ đạo d. Đồng thời, nguyên tử nitơ có thể cung cấp một cặp electron đơn độc gồm các electron lớp ngoài 2s 2 cho một nguyên tử có quỹ đạo tự do (chất nhận). Kết quả là, liên kết hóa học thứ tư của nguyên tử nitơ xuất hiện, chẳng hạn như trường hợp của ion amoni (Hình 5.2). Do đó, cộng hóa trị tối đa (số lượng liên kết cộng hóa trị được hình thành) của một nguyên tử nitơ là bốn. Trong các hợp chất của nó, nitơ, không giống như các nguyên tố khác thuộc nhóm thứ năm, không thể có hóa trị năm.
Khả năng hóa trị của các nguyên tử phốt pho, lưu huỳnh và halogen
Không giống như các nguyên tử nitơ, oxy và flo, các nguyên tử phốt pho, lưu huỳnh và clo nằm ở chu kỳ thứ ba có các tế bào 3d tự do mà các electron có thể chuyển đến. Khi một nguyên tử phốt pho bị kích thích (Hình 5.8), nó có 5 electron độc thân ở lớp electron bên ngoài. Kết quả là, trong các hợp chất, nguyên tử phốt pho không chỉ có thể có hóa trị ba mà còn có hóa trị năm.
Cơm. 5.8. Sự phân bố electron hóa trị trên quỹ đạo của nguyên tử phốt pho ở trạng thái kích thích
Ở trạng thái kích thích, lưu huỳnh ngoài hóa trị 2 còn có hóa trị 4 và 6. Trong trường hợp này, các electron 3p và 3s được ghép nối tuần tự (Hình 5.9).
Cơm. 5.9. Khả năng hóa trị của nguyên tử lưu huỳnh ở trạng thái kích thích
Ở trạng thái kích thích, đối với tất cả các nguyên tố thuộc nhóm con chính của nhóm V, ngoại trừ flo, có thể ghép cặp tuần tự các cặp electron p- và sau đó là s. Kết quả là các nguyên tố này trở thành hóa trị ba, năm năm và bảy hóa trị (Hình 5.10).
Cơm. 5.10. Khả năng hóa trị của các nguyên tử clo, brom và iốt ở trạng thái kích thích
5.1.7. Độ dài, năng lượng và hướng của liên kết cộng hóa trị
Liên kết cộng hóa trị thường hình thành giữa các nguyên tử phi kim. Các đặc điểm chính của liên kết cộng hóa trị là độ dài, năng lượng và hướng.
Độ dài liên kết cộng hóa trị
Độ dài của liên kết là khoảng cách giữa các hạt nhân của các nguyên tử tạo thành liên kết này. Nó được xác định bằng các phương pháp vật lý thực nghiệm. Độ dài liên kết có thể được ước tính bằng cách sử dụng quy tắc cộng, theo đó độ dài liên kết trong phân tử AB xấp xỉ bằng một nửa tổng độ dài liên kết trong phân tử A 2 và B 2:
.
Từ trên xuống dưới dọc theo các nhóm con của hệ thống tuần hoàn các nguyên tố, độ dài của liên kết hóa học tăng lên do bán kính nguyên tử tăng theo hướng này (Bảng 5.1). Khi bội số liên kết tăng lên thì độ dài của nó giảm đi.
Bảng 5.1.
Độ dài của một số liên kết hóa học
Liên kết hóa học |
Độ dài liên kết, chiều |
Liên kết hóa học |
Độ dài liên kết, chiều |
C – C |
|||
Năng lượng truyền thông
Một thước đo độ bền liên kết là năng lượng liên kết. Năng lượng truyền thôngđược xác định bởi năng lượng cần thiết để phá vỡ một liên kết và loại bỏ các nguyên tử hình thành liên kết đó ở một khoảng cách vô cùng lớn với nhau. Liên kết cộng hóa trị rất mạnh. Năng lượng của nó dao động từ vài chục đến vài trăm kJ/mol. Ví dụ, đối với phân tử IСl 3, Ebond là ≈40, và đối với phân tử N 2 và CO thì Ebond là ≈1000 kJ/mol.
Từ trên xuống dưới dọc theo các nhóm con của hệ thống tuần hoàn các nguyên tố, năng lượng của liên kết hóa học giảm dần do độ dài liên kết tăng theo hướng này (Bảng 5.1). Khi độ bội liên kết tăng lên thì năng lượng của nó cũng tăng lên (Bảng 5.2).
Bảng 5.2.
Năng lượng của một số liên kết hóa học
Liên kết hóa học |
Năng lượng truyền thông, |
Liên kết hóa học |
Năng lượng truyền thông, |
C – C |
|||
Độ bão hòa và tính định hướng của liên kết cộng hóa trị
Các tính chất quan trọng nhất của liên kết cộng hóa trị là độ bão hòa và tính định hướng của nó. Độ bão hòa có thể được định nghĩa là khả năng của các nguyên tử hình thành một số lượng liên kết cộng hóa trị hạn chế. Do đó, một nguyên tử carbon chỉ có thể tạo thành bốn liên kết cộng hóa trị và một nguyên tử oxy có thể tạo thành hai liên kết. Số lượng liên kết cộng hóa trị thông thường tối đa mà một nguyên tử có thể hình thành (không bao gồm các liên kết được hình thành theo cơ chế cho-chấp) bằng số lượng electron chưa ghép cặp.
Liên kết cộng hóa trị có định hướng không gian, do sự chồng chéo của các quỹ đạo trong quá trình hình thành liên kết đơn xảy ra dọc theo đường nối các hạt nhân nguyên tử. Sự sắp xếp không gian của các quỹ đạo electron của phân tử quyết định hình dạng của nó. Góc giữa các liên kết hóa học được gọi là góc liên kết.
Độ bão hòa và tính định hướng của liên kết cộng hóa trị giúp phân biệt liên kết này với liên kết ion, không giống như liên kết cộng hóa trị, liên kết này không bão hòa và không định hướng.
Cấu trúc không gian của phân tử H 2 O và NH 3
Chúng ta hãy xem xét hướng của liên kết cộng hóa trị bằng ví dụ về các phân tử H 2 O và NH 3.
Phân tử H 2 O được hình thành từ một nguyên tử oxy và hai nguyên tử hydro. Nguyên tử oxy có hai electron p chưa ghép cặp, chiếm hai quỹ đạo nằm vuông góc với nhau. Nguyên tử hydro có các electron 1s chưa ghép cặp. Góc giữa các liên kết được hình thành bởi các electron p phải gần với góc giữa các quỹ đạo của electron p. Tuy nhiên, bằng thực nghiệm, người ta thấy rằng góc giữa các liên kết O–H trong phân tử nước là 104,50. Sự tăng góc so với góc 90 o có thể được giải thích bằng lực đẩy tác dụng giữa các nguyên tử hydro, Hình 2. 5.11. Do đó, phân tử H 2 O có dạng góc cạnh.
Ba electron p chưa ghép cặp của nguyên tử nitơ, có quỹ đạo nằm theo ba hướng vuông góc với nhau, tham gia vào quá trình hình thành phân tử NH 3. Do đó, ba liên kết N–H phải được đặt ở các góc với nhau gần 90° (Hình 5.11). Giá trị thực nghiệm của góc giữa các liên kết trong phân tử NH 3 là 107,3°. Sự khác biệt giữa các góc giữa các liên kết và các giá trị lý thuyết, như trong trường hợp phân tử nước, là do lực đẩy lẫn nhau của các nguyên tử hydro. Ngoài ra, các sơ đồ được trình bày không tính đến khả năng có sự tham gia của hai electron vào quỹ đạo 2s trong việc hình thành liên kết hóa học.
Cơm. 5.11. Sự chồng chéo của các quỹ đạo điện tử trong quá trình hình thành liên kết hóa học trong các phân tử H 2 O (a) và NH 3 (b)
Chúng ta hãy xem xét sự hình thành của phân tử BeC1 2. Một nguyên tử berili ở trạng thái kích thích có hai electron chưa ghép cặp: 2s và 2p. Có thể giả định rằng nguyên tử berili sẽ hình thành hai liên kết: một liên kết được hình thành bởi electron s và một liên kết được hình thành bởi electron p. Những liên kết này phải có năng lượng khác nhau và độ dài khác nhau. Phân tử BeCl 2 trong trường hợp này không phải là tuyến tính mà là góc cạnh. Tuy nhiên, kinh nghiệm cho thấy phân tử BeCl 2 có cấu trúc tuyến tính và cả hai liên kết hóa học trong đó đều tương đương nhau. Tình huống tương tự cũng được quan sát thấy khi xem xét cấu trúc của phân tử BCl 3 và CCl 4 - tất cả các liên kết trong các phân tử này đều tương đương nhau. Phân tử BC1 3 có cấu trúc phẳng, CC1 4 có cấu trúc tứ diện.
Để giải thích cấu trúc của các phân tử như BeC1 2, BCl 3 và CCl 4, Pauling và Slater(Mỹ) đã đưa ra khái niệm lai hóa các quỹ đạo nguyên tử. Họ đề xuất thay thế một số quỹ đạo nguyên tử không khác nhau nhiều về năng lượng bằng cùng số lượng quỹ đạo tương đương, gọi là quỹ đạo lai. Các quỹ đạo lai này bao gồm các quỹ đạo nguyên tử là kết quả của sự kết hợp tuyến tính của chúng.
Theo L. Pauling, khi liên kết hóa học được hình thành bởi một nguyên tử có các loại electron khác nhau trong một lớp và do đó, không khác nhau nhiều về năng lượng (ví dụ, s và p), thì có thể thay đổi cấu hình quỹ đạo của các loại khác nhau, trong đó xảy ra sự liên kết về hình dạng và năng lượng. Kết quả là các quỹ đạo lai được hình thành có hình dạng không đối xứng và có độ giãn dài cao ở một phía của hạt nhân. Điều quan trọng cần nhấn mạnh là mô hình lai hóa được sử dụng khi các electron thuộc các loại khác nhau, ví dụ như s và p, tham gia vào quá trình hình thành liên kết.
5.1.8.2. Các loại lai hóa quỹ đạo nguyên tử
lai hóa sp
Sự lai tạo của một S- và một r- quỹ đạo ( sp- sự lai tạo)được thực hiện, ví dụ, trong quá trình hình thành berili clorua. Như đã trình bày ở trên, ở trạng thái kích thích, nguyên tử Be có hai electron chưa ghép cặp, một trong số đó chiếm quỹ đạo 2s và cái còn lại chiếm quỹ đạo 2p. Khi một liên kết hóa học được hình thành, hai quỹ đạo khác nhau này được biến đổi thành hai quỹ đạo lai giống hệt nhau, hướng một góc 180° với nhau (Hình 5.12). Sự sắp xếp tuyến tính của hai quỹ đạo lai tương ứng với lực đẩy tối thiểu của chúng với nhau. Kết quả là phân tử BeCl 2 có cấu trúc tuyến tính - cả ba nguyên tử đều nằm trên cùng một đường thẳng.
Cơm. 5.12. Sơ đồ sự chồng lấp quỹ đạo của electron trong quá trình hình thành phân tử BeCl 2
Cấu trúc của phân tử axetylen; liên kết sigma và pi
Chúng ta hãy xem xét sơ đồ về sự chồng chéo của các quỹ đạo điện tử trong quá trình hình thành phân tử axetylen. Trong phân tử axetylen, mỗi nguyên tử cacbon ở trạng thái lai sp. Hai quỹ đạo lai sp nằm ở góc 1800 với nhau; chúng tạo thành một liên kết σ giữa các nguyên tử carbon và hai liên kết σ với các nguyên tử hydro (Hình 5.13).
Cơm. 5.13. Sơ đồ hình thành liên kết s trong phân tử axetylen
Liên kết σ là liên kết được hình thành do sự chồng chéo các quỹ đạo của các electron dọc theo đường nối hạt nhân nguyên tử.
Mỗi nguyên tử carbon trong phân tử axetylen chứa thêm hai electron p, không tham gia hình thành liên kết σ. Các đám mây điện tử của các electron này nằm trong các mặt phẳng vuông góc lẫn nhau và chồng lên nhau tạo thành thêm hai liên kết π giữa các nguyên tử carbon do sự chồng chéo của các nguyên tử không lai. r–mây (Hình 5.14).
Liên kết π là liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự gia tăng mật độ electron ở hai bên của đường nối hạt nhân nguyên tử.
Cơm. 5.14. Sơ đồ hình thành liên kết σ - và π - trong phân tử axetylen.
Do đó, trong phân tử axetylen, liên kết ba được hình thành giữa các nguyên tử cacbon, bao gồm một liên kết σ - và hai liên kết π -; σ -liên kết mạnh hơn liên kết π.
lai hóa sp2
Cấu trúc của phân tử BCl 3 có thể được giải thích bằng sp 2- sự lai tạo. Một nguyên tử boron ở trạng thái kích thích ở lớp electron bên ngoài chứa một electron s và hai electron p, tức là. ba electron độc thân. Ba đám mây điện tử này có thể được chuyển đổi thành ba quỹ đạo lai tương đương. Lực đẩy tối thiểu của ba quỹ đạo lai với nhau tương ứng với vị trí của chúng trong cùng một mặt phẳng và tạo với nhau một góc 120 o (Hình 5.15). Như vậy phân tử BCl 3 có dạng phẳng.
Cơm. 5.15. Cấu trúc phẳng của phân tử BCl 3
sp 3 - lai hóa
Các quỹ đạo hóa trị của nguyên tử cacbon (s, р x, р y, р z) có thể chuyển thành 4 quỹ đạo lai tương đương, chúng nằm trong không gian một góc 109,5 o với nhau và hướng về các đỉnh của tứ diện , ở trung tâm là hạt nhân của nguyên tử carbon (Hình 5.16).
Cơm. 5.16. Cấu trúc tứ diện của phân tử metan
5.1.8.3. Lai hóa liên quan đến cặp electron đơn độc
Mô hình lai hóa có thể được sử dụng để giải thích cấu trúc của các phân tử, ngoài các phân tử liên kết, còn chứa các cặp electron đơn độc. Trong phân tử nước và amoniac, tổng số cặp electron của nguyên tử trung tâm (O và N) là bốn. Đồng thời, một phân tử nước có hai electron và phân tử amoniac có một cặp electron đơn độc. Sự hình thành liên kết hóa học trong các phân tử này có thể được giải thích bằng cách giả sử rằng các cặp electron đơn độc cũng có thể lấp đầy các quỹ đạo lai. Các cặp electron đơn độc chiếm nhiều không gian trong không gian hơn các cặp electron liên kết. Do lực đẩy xảy ra giữa các cặp electron đơn độc và liên kết, góc liên kết trong phân tử nước và amoniac giảm xuống, hóa ra là nhỏ hơn 109,5 o.
Cơm. 5.17. sp 3 – lai hóa gồm các cặp electron đơn độc trong phân tử H 2 O (A) và NH 3 (B)
5.1.8.4. Xác định kiểu lai và xác định cấu trúc phân tử
Để thiết lập kiểu lai và do đó, cấu trúc của các phân tử, phải sử dụng các quy tắc sau.
1. Kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm, không chứa các cặp electron đơn độc, được xác định bởi số lượng liên kết sigma. Nếu có hai liên kết như vậy xảy ra hiện tượng lai sp, lai ba - sp 2, lai bốn - sp 3. Các cặp electron đơn độc (trong trường hợp không có liên kết được hình thành theo cơ chế cho-chấp) không có trong các phân tử được hình thành bởi các nguyên tử berili, boron, carbon, silicon, tức là. trong các nguyên tố của phân nhóm chính II - nhóm IV.
2. Nếu nguyên tử trung tâm chứa các cặp electron đơn độc thì số lượng quỹ đạo lai và kiểu lai hóa được xác định bằng tổng số liên kết sigma và số cặp electron đơn độc. Sự lai hóa liên quan đến các cặp electron đơn độc xảy ra trong các phân tử được hình thành bởi các nguyên tử nitơ, phốt pho, oxy, lưu huỳnh, tức là. các phần tử của các nhóm con chính của nhóm V và VI.
3. Hình dạng hình học của phân tử được xác định bởi kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm (Bảng 5.3).
Bảng 5.3.
Góc liên kết, hình dạng hình học của các phân tử tùy thuộc vào số lượng quỹ đạo lai và kiểu lai của nguyên tử trung tâm
5.2. Liên kết ion
Liên kết ion xảy ra thông qua lực hút tĩnh điện giữa các ion tích điện trái dấu. Các ion này được hình thành do sự chuyển electron từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. Một liên kết ion được hình thành giữa các nguyên tử có độ âm điện khác nhau lớn (thường lớn hơn 1,7 trên thang Pauling), ví dụ, giữa kim loại kiềm và nguyên tử halogen.
Chúng ta hãy xem xét sự xuất hiện của liên kết ion bằng ví dụ về sự hình thành NaCl. Từ công thức điện tử của các nguyên tử Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 và Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 rõ ràng là để hoàn thành cấp độ bên ngoài, nguyên tử natri sẽ dễ dàng nhường một electron hơn hơn là cộng bảy, và nguyên tử clo dễ dàng thêm một hơn là cho đi bảy. Trong các phản ứng hóa học, nguyên tử natri nhường một electron và nguyên tử clo lấy nó. Kết quả là lớp vỏ điện tử của các nguyên tử natri và clo bị biến đổi thành lớp vỏ điện tử ổn định của khí hiếm (cấu hình điện tử của cation natri là Na + 1s 2 2s 2 2p 6 và cấu hình điện tử của anion clo Cl - - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6). Sự tương tác tĩnh điện của các ion dẫn đến sự hình thành phân tử NaCl.
Đặc điểm cơ bản của liên kết ion và tính chất của hợp chất ion
1. Liên kết ion là liên kết hóa học mạnh. Năng lượng của liên kết này vào khoảng 300 – 700 kJ/mol.
2. Không giống như liên kết cộng hóa trị, liên kết ion là không định hướng, vì một ion có thể hút các ion trái dấu với chính nó theo bất kỳ hướng nào.
3. Không giống như liên kết cộng hóa trị, liên kết ion là chưa bão hòa, vì sự tương tác của các ion trái dấu không dẫn đến sự bù trừ hoàn toàn lẫn nhau trong trường lực của chúng.
4. Trong quá trình hình thành các phân tử có liên kết ion, sự chuyển electron hoàn toàn không xảy ra, do đó, liên kết ion một trăm phần trăm không tồn tại trong tự nhiên. Trong phân tử NaCl, liên kết hóa học chỉ có 80% là ion.
5. Hợp chất có liên kết ion là chất rắn kết tinh, có nhiệt độ nóng chảy và sôi cao.
6. Hầu hết các hợp chất ion đều tan trong nước. Dung dịch và sự tan chảy của các hợp chất ion dẫn dòng điện.
5.3. Kết nối kim loại
Các nguyên tử kim loại ở mức năng lượng bên ngoài chứa một số lượng nhỏ electron hóa trị. Vì năng lượng ion hóa của các nguyên tử kim loại thấp nên các electron hóa trị bị giữ lại yếu trong các nguyên tử này. Kết quả là các ion tích điện dương và electron tự do xuất hiện trong mạng tinh thể kim loại. Trong trường hợp này, các cation kim loại nằm trong các nút của mạng tinh thể của chúng và các electron chuyển động tự do trong trường của các tâm dương tạo thành cái gọi là “khí điện tử”. Sự hiện diện của một electron tích điện âm giữa hai cation làm cho mỗi cation tương tác với electron này. Như vậy, liên kết kim loại là liên kết giữa các ion dương trong tinh thể kim loại, xảy ra thông qua lực hút các electron chuyển động tự do trong tinh thể.
Vì các electron hóa trị trong kim loại được phân bố đều khắp tinh thể nên liên kết kim loại, giống như liên kết ion, là liên kết không định hướng. Không giống như liên kết cộng hóa trị, liên kết kim loại là liên kết chưa bão hòa. Từ liên kết cộng hóa trị kết nối kim loại Nó cũng khác nhau về độ bền. Năng lượng của liên kết kim loại nhỏ hơn khoảng ba đến bốn lần năng lượng của liên kết cộng hóa trị.
Do tính linh động cao của khí điện tử, kim loại được đặc trưng bởi tính dẫn điện và nhiệt cao.
5.4. liên kết hydro
Trong phân tử của các hợp chất HF, H 2 O, NH 3 có liên kết hydro với nguyên tố có độ âm điện mạnh (H–F, H–O, H–N). Giữa các phân tử của các hợp chất như vậy có thể hình thành liên kết hydro liên phân tử. Trong một số phân tử hữu cơ chứa liên kết H–O, H–N, liên kết hydro nội phân tử.
Cơ chế hình thành liên kết hydro một phần là tĩnh điện, một phần là chất cho-chấp. Trong trường hợp này, cặp electron cho là một nguyên tử của nguyên tố có độ âm điện mạnh (F, O, N) và chất nhận là các nguyên tử hydro liên kết với các nguyên tử này. Giống như liên kết cộng hóa trị, liên kết hydro được đặc trưng bởi tập trung trong không gian và độ bão hòa.
Liên kết hydro thường được ký hiệu bằng dấu chấm: H ··· F. Liên kết hydro càng mạnh thì độ âm điện của nguyên tử đối tác càng lớn và kích thước của nó càng nhỏ. Nó đặc trưng chủ yếu cho các hợp chất flo, cũng như oxy, ở mức độ thấp hơn là nitơ, và thậm chí ở mức độ thấp hơn là clo và lưu huỳnh. Năng lượng của liên kết hydro cũng thay đổi tương ứng (Bảng 5.4).
Bảng 5.4.
Giá trị trung bình của năng lượng liên kết hydro
Liên kết hydro liên phân tử và nội phân tử
Nhờ các liên kết hydro, các phân tử kết hợp thành các dimer và các liên kết phức tạp hơn. Ví dụ, sự hình thành dimer axit formic có thể được biểu diễn bằng sơ đồ sau (Hình 5.18).
Cơm. 5.18. Sự hình thành liên kết hydro liên phân tử trong axit formic
Chuỗi dài các liên kết (H 2 O) n có thể xuất hiện trong nước (Hình 5.19).
Cơm. 5.19. Sự hình thành chuỗi liên kết trong nước lỏng do liên kết hydro liên phân tử
Mỗi phân tử H2O có thể tạo thành bốn liên kết hydro, nhưng phân tử HF chỉ có thể tạo thành hai.
Liên kết hydro có thể xảy ra cả giữa các phân tử khác nhau (liên kết hydro liên phân tử) và trong một phân tử (liên kết hydro nội phân tử). Ví dụ về sự hình thành liên kết nội phân tử của một số chất hữu cơ được trình bày trong hình. 5 giờ 20.
Cơm. 5 giờ 20. Sự hình thành liên kết hydro nội phân tử trong phân tử của các hợp chất hữu cơ khác nhau
Ảnh hưởng của liên kết hydro đến tính chất của các chất
Chỉ số thuận tiện nhất cho sự tồn tại của liên kết hydro liên phân tử là điểm sôi của một chất. Điểm sôi của nước cao hơn (100 o C so với các hợp chất hydro của các nguyên tố thuộc phân nhóm oxy (H 2 S, H 2 Se, H 2 Te) được giải thích là do có sự hiện diện của liên kết hydro: cần phải tiêu tốn thêm năng lượng để phá hủy các liên kết liên phân tử. liên kết hydro trong nước.
Liên kết hydro có thể ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc và tính chất của các chất. Sự tồn tại của liên kết hydro liên phân tử làm tăng nhiệt độ nóng chảy và sôi của các chất. Sự hiện diện của liên kết hydro nội phân tử làm cho phân tử axit deoxyribonucleic (DNA) bị gấp lại thành chuỗi xoắn kép trong nước.
Liên kết hydro cũng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình hòa tan, vì độ hòa tan cũng phụ thuộc vào khả năng hình thành liên kết hydro với dung môi của một hợp chất. Kết quả là, các chất chứa nhóm OH như đường, glucose, rượu và axit cacboxylic thường hòa tan cao trong nước.
5.5. Các loại mạng tinh thể
Chất rắn thường có cấu trúc tinh thể. Các hạt tạo nên tinh thể (nguyên tử, ion hoặc phân tử) được đặt tại các điểm được xác định chặt chẽ trong không gian, tạo thành mạng tinh thể. Mạng tinh thể bao gồm các ô cơ bản giữ lại các đặc điểm cấu trúc đặc trưng của mạng nhất định. Những điểm mà tại đó các hạt tập trung được gọi là nút mạng tinh thể. Tùy thuộc vào loại hạt nằm ở vị trí mạng tinh thể và tính chất liên kết giữa chúng, người ta phân biệt 4 loại mạng tinh thể.
5.5.1. Mạng tinh thể nguyên tử
Tại các nút của mạng tinh thể nguyên tử có các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Các chất có mạng nguyên tử bao gồm kim cương, silicon, cacbua, silicua, v.v.. Trong cấu trúc của một tinh thể nguyên tử, không thể tách rời từng phân tử riêng lẻ; toàn bộ tinh thể được coi là một phân tử khổng lồ. Cấu trúc của kim cương được thể hiện trong hình. 5,21. Kim cương được tạo thành từ các nguyên tử carbon, mỗi nguyên tử được liên kết với bốn nguyên tử lân cận. Do liên kết cộng hóa trị rất mạnh nên tất cả các chất có mạng nguyên tử đều là vật liệu chịu lửa, cứng và ít bay hơi. Chúng ít tan trong nước.
Cơm. 5,21. Lưới tinh thể kim cương
5.5.2. Mạng tinh thể phân tử
Tại các nút của mạng tinh thể phân tử có các phân tử liên kết với nhau bằng lực liên phân tử yếu. Do đó, các chất có mạng phân tử có độ cứng thấp, dễ nóng chảy, đặc trưng bởi tính dễ bay hơi đáng kể, ít tan trong nước và dung dịch của chúng, theo quy luật, không dẫn dòng điện. Rất nhiều chất có mạng tinh thể phân tử đã được biết đến. Đây là hydro rắn, clo, carbon monoxide (IV) và các chất khác ở trạng thái khí ở nhiệt độ bình thường. Hầu hết các hợp chất hữu cơ kết tinh đều có mạng lưới phân tử.
5.5.3. Mạng tinh thể ion
Mạng tinh thể chứa các ion ở nút của chúng được gọi là ion. Chúng được hình thành bởi các chất có liên kết ion, ví dụ, halogenua kim loại kiềm. Trong tinh thể ion, không thể phân biệt được từng phân tử riêng lẻ; toàn bộ tinh thể có thể được coi là một đại phân tử. Liên kết giữa các ion rất mạnh, do đó các chất có mạng ion có độ bay hơi thấp và điểm nóng chảy và sôi cao. Mạng tinh thể của natri clorua được thể hiện trong hình. 5,22.
Cơm. 5,22. Mạng tinh thể natri clorua
Trong hình này, bóng sáng là ion Na +, bóng tối là ion Cl –. Ở bên trái trong hình. Hình 5.22 thể hiện ô đơn vị của NaCI.
5.5.4. Lưới tinh thể kim loại
Kim loại ở trạng thái rắn tạo thành mạng tinh thể kim loại. Vị trí của các mạng như vậy chứa các ion kim loại dương và các electron hóa trị di chuyển tự do giữa chúng. Các electron hút tĩnh điện các cation, do đó mang lại sự ổn định cho mạng kim loại. Cấu trúc mạng tinh thể này quyết định độ dẫn nhiệt, độ dẫn điện và độ dẻo cao của kim loại - trong quá trình biến dạng cơ học, không có sự phá vỡ liên kết và phá hủy tinh thể, vì các ion tạo nên nó dường như trôi nổi trong đám mây khí điện tử. Trong hình. Hình 5.23 cho thấy mạng tinh thể natri.
Cơm. 5,23. Mạng tinh thể natri
Tại sao các nguyên tử có thể kết hợp với nhau và tạo thành phân tử? Lý do có thể tồn tại của các chất có chứa các nguyên tử của các nguyên tố hóa học hoàn toàn khác nhau là gì? Đây là những câu hỏi toàn cầu ảnh hưởng đến các khái niệm cơ bản của khoa học vật lý và hóa học hiện đại. Bạn có thể trả lời chúng bằng cách có ý tưởng về cấu trúc điện tử của các nguyên tử và biết các đặc tính của liên kết cộng hóa trị, đây là cơ sở cơ bản của hầu hết các loại hợp chất. Mục đích của bài viết của chúng tôi là làm quen với cơ chế hình thành các loại liên kết hóa học và hợp chất chứa chúng trong phân tử của chúng.
Cấu trúc điện tử của nguyên tử
Các hạt vật chất trung hòa điện, là thành phần cấu trúc của nó, có cấu trúc phản ánh cấu trúc của Hệ Mặt trời. Giống như các hành tinh quay quanh ngôi sao trung tâm - Mặt trời, các electron trong nguyên tử cũng chuyển động xung quanh một hạt nhân tích điện dương. Để mô tả đặc điểm của liên kết cộng hóa trị, các electron nằm ở mức năng lượng cuối cùng và xa hạt nhân nhất sẽ rất đáng kể. Vì mối liên hệ của chúng với tâm nguyên tử của chính chúng là rất nhỏ nên chúng có thể dễ dàng bị thu hút bởi hạt nhân của các nguyên tử khác. Điều này rất quan trọng đối với sự xuất hiện của các tương tác giữa các nguyên tử dẫn đến sự hình thành các phân tử. Tại sao dạng phân tử là dạng tồn tại chính của vật chất trên hành tinh của chúng ta? Hãy tìm ra nó.
Tính chất cơ bản của nguyên tử
Khả năng tương tác của các hạt trung hòa về điện, dẫn đến tăng năng lượng, là đặc điểm quan trọng nhất của chúng. Thật vậy, trong điều kiện bình thường, trạng thái phân tử của một chất ổn định hơn trạng thái nguyên tử. Các nguyên tắc cơ bản của khoa học nguyên tử-phân tử hiện đại giải thích cả nguyên tắc hình thành phân tử và đặc điểm của liên kết cộng hóa trị. Chúng ta hãy nhớ lại rằng có thể có từ 1 đến 8 electron trên mỗi nguyên tử; trong trường hợp sau, lớp sẽ hoàn chỉnh và do đó rất ổn định. Các nguyên tử của khí hiếm: argon, krypton, xenon - các nguyên tố trơ hoàn thành từng giai đoạn trong hệ thống của D.I. Mendeleev - có cấu trúc ở cấp độ bên ngoài. Ngoại lệ ở đây là helium, không có 8 mà chỉ có 2 electron ở cấp độ cuối cùng. Lý do rất đơn giản: trong thời kỳ đầu tiên chỉ có hai nguyên tố, các nguyên tử của chúng có một lớp electron duy nhất. Tất cả các nguyên tố hóa học khác có từ 1 đến 7 electron ở lớp cuối cùng, không hoàn chỉnh. Trong quá trình tương tác với nhau, các nguyên tử sẽ có xu hướng được lấp đầy electron vào octet và khôi phục cấu hình nguyên tử của nguyên tố trơ. Trạng thái này có thể đạt được theo hai cách: làm mất hạt của chính mình hoặc chấp nhận các hạt tích điện âm của người khác. Những hình thức tương tác này giải thích cách xác định liên kết nào - ion hay cộng hóa trị - sẽ hình thành giữa các nguyên tử phản ứng.
Cơ chế hình thành cấu hình điện tử ổn định
Hãy tưởng tượng rằng hai chất đơn giản tham gia phản ứng hợp chất: kim loại natri và khí clo. Một chất thuộc nhóm muối được hình thành - natri clorua. Nó có một loại liên kết hóa học ion. Tại sao và làm thế nào nó phát sinh? Chúng ta hãy quay lại cấu trúc nguyên tử của các chất ban đầu. Natri chỉ có một electron ở lớp cuối cùng, liên kết yếu với hạt nhân do bán kính nguyên tử lớn. Năng lượng ion hóa của tất cả các kim loại kiềm, bao gồm natri, đều thấp. Do đó, electron ở cấp độ bên ngoài rời khỏi mức năng lượng, bị hạt nhân của nguyên tử clo thu hút và tồn tại trong không gian của nó. Điều này đặt tiền lệ cho nguyên tử Cl trở thành ion tích điện âm. Bây giờ chúng ta không còn xử lý các hạt trung hòa điện nữa mà xử lý các cation natri tích điện và anion clo. Theo các định luật vật lý, giữa chúng xuất hiện lực hút tĩnh điện và hợp chất tạo thành mạng tinh thể ion. Cơ chế hình thành loại liên kết hóa học ion mà chúng tôi đã xem xét sẽ giúp làm rõ hơn những chi tiết cụ thể và đặc điểm chính của liên kết cộng hóa trị.
Cặp electron chung
Nếu liên kết ion xảy ra giữa các nguyên tử của các nguyên tố có độ âm điện khác nhau lớn, tức là kim loại và phi kim, thì loại cộng hóa trị xuất hiện trong quá trình tương tác giữa các nguyên tử của cả hai nguyên tố phi kim loại giống nhau và khác nhau. Trong trường hợp đầu tiên, người ta thường nói về dạng không phân cực, và trong trường hợp khác, về dạng cực của liên kết cộng hóa trị. Cơ chế hình thành của chúng rất phổ biến: mỗi nguyên tử nhường một phần electron để sử dụng chung, chúng được kết hợp thành từng cặp. Nhưng sự sắp xếp không gian của các cặp electron so với hạt nhân nguyên tử sẽ khác nhau. Trên cơ sở này, các loại liên kết cộng hóa trị được phân biệt - không phân cực và phân cực. Thông thường, trong các hợp chất hóa học bao gồm các nguyên tử của các nguyên tố phi kim loại, có các cặp gồm các electron có spin ngược nhau, tức là quay xung quanh hạt nhân của chúng theo hướng ngược nhau. Vì sự chuyển động của các hạt tích điện âm trong không gian dẫn đến sự hình thành các đám mây điện tử, cuối cùng dẫn đến sự chồng chéo lẫn nhau của chúng. Hậu quả của quá trình này đối với các nguyên tử là gì và nó dẫn đến hậu quả gì?
Tính chất vật lý của liên kết cộng hóa trị
Hóa ra một đám mây hai electron với mật độ cao xuất hiện giữa tâm của hai nguyên tử đang tương tác. Lực hút tĩnh điện giữa bản thân đám mây tích điện âm và hạt nhân nguyên tử tăng lên. Một phần năng lượng được giải phóng và khoảng cách giữa các trung tâm nguyên tử giảm đi. Ví dụ, khi bắt đầu hình thành phân tử H 2, khoảng cách giữa hạt nhân của các nguyên tử hydro là 1,06 A, sau khi các đám mây chồng lên nhau và hình thành cặp electron chung - 0,74 A. Ví dụ về liên kết cộng hóa trị được hình thành theo cơ chế được mô tả ở trên có thể được tìm thấy ở cả các chất vô cơ đơn giản và phức tạp. Đặc điểm phân biệt chính của nó là sự hiện diện của các cặp electron chung. Kết quả là, sau khi xuất hiện liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử, ví dụ như hydro, mỗi nguyên tử có cấu hình điện tử của helium trơ và phân tử thu được có cấu trúc ổn định.
Hình dạng không gian của phân tử
Một tính chất vật lý rất quan trọng khác của liên kết cộng hóa trị là tính định hướng. Nó phụ thuộc vào cấu hình không gian của phân tử chất. Ví dụ, khi hai electron chồng lên nhau tạo thành đám mây hình cầu, bề ngoài của phân tử là tuyến tính (hydro clorua hoặc hydro bromua). Hình dạng của các phân tử nước trong đó các đám mây s và p lai là góc cạnh, và các hạt khí nitơ rất mạnh có hình dạng kim tự tháp.
Cấu trúc của các chất đơn giản - phi kim
Sau khi đã tìm ra loại liên kết nào được gọi là liên kết cộng hóa trị, nó có những đặc điểm gì, bây giờ là lúc tìm hiểu các loại liên kết của nó. Nếu các nguyên tử của cùng một phi kim loại - clo, nitơ, oxy, brom, v.v. - tương tác với nhau thì các chất đơn giản tương ứng sẽ được hình thành. Các cặp electron chung của chúng nằm ở cùng một khoảng cách tính từ tâm nguyên tử và không chuyển động. Các hợp chất có loại liên kết cộng hóa trị không phân cực có các đặc điểm sau: nhiệt độ sôi và nóng chảy thấp, không tan trong nước, tính chất điện môi. Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu những chất có đặc điểm là liên kết cộng hóa trị, trong đó xảy ra sự dịch chuyển các cặp electron thông thường.
Độ âm điện và ảnh hưởng của nó đến loại liên kết hóa học
Tính chất của một nguyên tố nhất định là thu hút các electron về phía chính nó từ nguyên tử của nguyên tố khác trong hóa học được gọi là độ âm điện. Thang giá trị của tham số này do L. Pauling đề xuất có thể được tìm thấy trong tất cả các sách giáo khoa về hóa học vô cơ và hóa học đại cương. Fluorine có giá trị cao nhất - 4,1 eV, các phi kim loại hoạt động khác có giá trị nhỏ hơn và giá trị thấp nhất là đặc trưng của kim loại kiềm. Nếu các nguyên tố có độ âm điện khác nhau phản ứng với nhau, thì chắc chắn một nguyên tố hoạt động mạnh hơn sẽ thu hút các hạt tích điện âm của nguyên tử của nguyên tố thụ động hơn vào hạt nhân của nó. Do đó, tính chất vật lý của liên kết cộng hóa trị phụ thuộc trực tiếp vào khả năng các nguyên tố nhường electron để sử dụng chung. Các cặp chung được hình thành trong trường hợp này không còn nằm đối xứng với hạt nhân mà được dịch chuyển về phía phần tử hoạt động mạnh hơn.
Đặc điểm của kết nối với khớp nối cực
Các chất trong phân tử của chúng có các cặp electron dùng chung không đối xứng so với hạt nhân nguyên tử bao gồm hydro halogenua, axit, hợp chất của chalcogen với hydro và oxit axit. Đó là các axit sunfat và nitrat, oxit lưu huỳnh và phốt pho, hydro sunfua, v.v. Ví dụ, một phân tử hydro clorua chứa một cặp electron phổ biến được hình thành bởi các electron chưa ghép cặp của hydro và clo. Nó được dịch chuyển đến gần tâm của nguyên tử Cl, nguyên tố có độ âm điện lớn hơn. Tất cả các chất có liên kết cực trong dung dịch nước đều phân ly thành ion và dẫn dòng điện. Các hợp chất chúng tôi đưa ra cũng có nhiệt độ nóng chảy và sôi cao hơn so với các chất phi kim loại đơn giản.
Các phương pháp phá vỡ liên kết hóa học
Trong hóa học hữu cơ, hydrocacbon bão hòa và halogen tuân theo cơ chế triệt để. Hỗn hợp khí metan và clo phản ứng trong ánh sáng và ở nhiệt độ bình thường theo cách mà các phân tử clo bắt đầu phân tách thành các hạt mang các electron chưa ghép cặp. Nói cách khác, người ta quan sát thấy sự phá hủy cặp electron chung và hình thành các gốc -Cl hoạt động mạnh. Chúng có thể tác động lên các phân tử metan theo cách phá vỡ liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử cacbon và hydro. Một loài hoạt động -H được hình thành và hóa trị tự do của nguyên tử carbon chấp nhận gốc clo và sản phẩm phản ứng đầu tiên là chloromethane. Cơ chế phân hủy phân tử này được gọi là đồng phân. Nếu cặp electron chung được chuyển hoàn toàn sang một trong các nguyên tử, thì chúng nói về cơ chế dị thể, đặc trưng của các phản ứng xảy ra trong dung dịch nước. Trong trường hợp này, các phân tử nước phân cực sẽ làm tăng tốc độ phá hủy các liên kết hóa học của hợp chất hòa tan.
Liên kết đôi và ba
Phần lớn các chất hữu cơ và một số hợp chất vô cơ không chỉ chứa một mà nhiều cặp electron phổ biến trong phân tử của chúng. Tính đa dạng của liên kết cộng hóa trị làm giảm khoảng cách giữa các nguyên tử và tăng tính ổn định của các hợp chất. Chúng thường được gọi là kháng hóa chất. Ví dụ, một phân tử nitơ có ba cặp electron; chúng được ký hiệu trong công thức cấu trúc bằng ba dấu gạch ngang và xác định cường độ của nó. Chất đơn giản nitơ trơ về mặt hóa học và có thể phản ứng với các hợp chất khác, chẳng hạn như hydro, oxy hoặc kim loại, chỉ khi đun nóng hoặc dưới áp suất cao hoặc khi có chất xúc tác.
Liên kết đôi và liên kết ba vốn có trong các loại hợp chất hữu cơ như hydrocacbon diene không bão hòa, cũng như các chất thuộc chuỗi ethylene hoặc axetylen. Nhiều liên kết xác định các tính chất hóa học cơ bản: phản ứng cộng và trùng hợp xảy ra ở những nơi chúng bị phá vỡ.
Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi đã đưa ra mô tả chung về liên kết cộng hóa trị và xem xét các loại chính của nó.
Chức năng chính Mạng viễn thông (TCN) nhằm đảm bảo trao đổi thông tin giữa tất cả các hệ thống thuê bao của một mạng máy tính. Việc trao đổi được thực hiện thông qua các kênh liên lạc, là một trong những thành phần chính của mạng viễn thông.
Kênh liên lạc là sự kết hợp giữa phương tiện vật lý (đường truyền thông) và thiết bị truyền dữ liệu (DTE) truyền tín hiệu thông tin từ nút chuyển mạch mạng này sang nút chuyển mạch mạng khác hoặc giữa các nút chuyển đổi và hệ thống thuê bao.
Như vậy, kênh liên lạc và đường dây liên lạc vật lý không giống nhau. Nói chung, một số kênh logic có thể được tổ chức trên cơ sở một đường truyền thông theo thời gian, tần số, pha và các kiểu phân tách khác.
Được sử dụng trong mạng máy tính mạng điện thoại, điện báo, truyền hình, truyền thông vệ tinh. Các kênh có dây (trên không), cáp, vô tuyến của thông tin liên lạc mặt đất và vệ tinh được sử dụng làm đường truyền thông. Sự khác biệt giữa chúng được xác định bởi phương tiện truyền dữ liệu. Phương tiện truyền dữ liệu vật lý có thể là cáp, cũng như bầu khí quyển của trái đất hoặc không gian bên ngoài mà sóng điện từ truyền qua đó.
Mạng máy tính sử dụng mạng điện thoại, điện báo, truyền hình và mạng truyền thông vệ tinh. Các kênh có dây (trên không), cáp, vô tuyến của thông tin liên lạc mặt đất và vệ tinh được sử dụng làm đường truyền thông. Sự khác biệt giữa chúng được xác định bởi phương tiện truyền dữ liệu. Phương tiện truyền dữ liệu vật lý có thể là cáp, cũng như bầu khí quyển của trái đất hoặc không gian bên ngoài mà sóng điện từ truyền qua đó.
Đường dây liên lạc có dây (trên không)- đây là những sợi dây không có dây bện cách điện hoặc che chắn, được đặt giữa các cực và treo trong không khí. Theo truyền thống, chúng được sử dụng để truyền tín hiệu điện thoại và điện báo, nhưng trong trường hợp không có các khả năng khác thì chúng được sử dụng để truyền dữ liệu máy tính. Đường truyền thông có dây có đặc điểm là băng thông thấp và khả năng chống nhiễu thấp nên chúng nhanh chóng bị thay thế bởi đường dây cáp.
Đường cáp bao gồm một cáp bao gồm các dây dẫn có nhiều lớp cách điện - điện, điện từ, cơ khí và các đầu nối để kết nối các thiết bị khác nhau với nó. Mạng cáp chủ yếu sử dụng ba loại cáp: cáp dựa trên các cặp dây đồng xoắn (đây là loại cáp xoắn ở dạng có vỏ bọc, khi một cặp dây đồng được bọc trong một màn chắn cách điện, và không có vỏ bọc, khi không có lớp cách điện. bao bọc), cáp đồng trục (bao gồm lõi đồng bên trong và bện, ngăn cách với lõi bằng một lớp cách điện) và cáp quang (bao gồm các sợi mỏng - 5-60 micron để truyền tín hiệu ánh sáng).
Giữa các đường truyền cáp Hướng dẫn ánh sáng có hiệu suất tốt nhất. Ưu điểm chính của chúng: thông lượng cao (lên tới 10 Gbit/s và cao hơn), do sử dụng sóng điện từ trong phạm vi quang học; không nhạy cảm với các trường điện từ bên ngoài và không có bức xạ điện từ của chính nó, cường độ lao động thấp khi đặt cáp quang; an toàn về tia lửa, cháy nổ; tăng sức đề kháng với môi trường xâm thực; trọng lượng riêng thấp (tỷ lệ khối lượng tuyến tính trên băng thông); lĩnh vực ứng dụng rộng rãi (tạo đường cao tốc truy cập công cộng, hệ thống liên lạc giữa máy tính và thiết bị ngoại vi của mạng cục bộ, trong công nghệ vi xử lý, v.v.).
Nhược điểm của đường truyền cáp quang: việc kết nối thêm máy tính với bộ dẫn sáng làm tín hiệu yếu đi đáng kể; modem tốc độ cao cần thiết cho bộ dẫn ánh sáng vẫn còn đắt tiền;
Các kênh vô tuyến mặt đất và vệ tinhđược hình thành bằng cách sử dụng máy phát và máy thu sóng vô tuyến. Các loại kênh vô tuyến khác nhau sẽ khác nhau về dải tần được sử dụng và phạm vi truyền thông tin. Các kênh vô tuyến hoạt động ở các dải sóng ngắn, trung bình và dài (HF, MF, DV) cung cấp khả năng liên lạc ở khoảng cách xa nhưng ở tốc độ truyền dữ liệu thấp. Đây là các kênh vô tuyến sử dụng điều chế biên độ tín hiệu. Các kênh hoạt động trên sóng siêu ngắn (VHF) nhanh hơn và được đặc trưng bởi sự điều chế tần số của tín hiệu. Các kênh tốc độ cực cao là những kênh hoạt động ở dải tần số cực cao (vi sóng), tức là. trên 4GHz. Trong phạm vi vi sóng, tín hiệu không bị phản xạ bởi tầng điện ly của Trái đất nên việc liên lạc ổn định đòi hỏi khả năng hiển thị trực tiếp giữa máy phát và máy thu. Vì lý do này, tín hiệu vi sóng được sử dụng trong các kênh vệ tinh hoặc trong các rơle vô tuyến, nơi đáp ứng điều kiện này.
Đặc điểm của đường truyền thông. Các đặc điểm chính của đường truyền thông bao gồm: đáp ứng biên độ-tần số, băng thông, độ suy giảm, thông lượng, khả năng chống nhiễu, nhiễu xuyên âm ở đầu gần của đường dây, độ tin cậy truyền dữ liệu, đơn giá.
Các đặc tính của đường dây liên lạc thường được xác định bằng cách phân tích phản ứng của nó đối với các ảnh hưởng tham chiếu nhất định, đó là các dao động hình sin có tần số khác nhau, vì chúng thường gặp trong công nghệ và có thể được sử dụng để biểu diễn bất kỳ hàm nào của thời gian. Mức độ biến dạng của tín hiệu hình sin của đường truyền được đánh giá bằng cách sử dụng đáp ứng tần số biên độ, băng thông và độ suy giảm ở một tần số nhất định.
Đáp ứng biên độ-tần số(Đáp ứng tần số) đưa ra bức tranh đầy đủ nhất về đường truyền; nó cho thấy biên độ của hình sin ở đầu ra của đường truyền suy giảm như thế nào so với biên độ ở đầu vào của nó đối với tất cả các tần số có thể có của tín hiệu truyền đi (thay vì biên độ của tín hiệu, công suất của nó thường được sử dụng). Do đó, đáp ứng tần số cho phép bạn xác định hình dạng của tín hiệu đầu ra đối với bất kỳ tín hiệu đầu vào nào. Tuy nhiên, rất khó để có được đáp ứng tần số của đường truyền thực tế, vì vậy trong thực tế, các đặc tính đơn giản hóa khác được sử dụng thay thế - băng thông và độ suy giảm.
Băng thông liên kếtđại diện cho một dải tần số liên tục trong đó tỷ lệ biên độ của tín hiệu đầu ra với tín hiệu đầu vào vượt quá giới hạn xác định trước (thường là 0,5). Do đó, băng thông xác định dải tần số của tín hiệu hình sin mà tại đó tín hiệu này được truyền qua đường truyền mà không bị biến dạng đáng kể. Băng thông ảnh hưởng nhiều nhất đến tốc độ truyền thông tin tối đa có thể dọc theo đường truyền là sự chênh lệch giữa tần số tối đa và tối thiểu của tín hiệu hình sin trong một băng thông nhất định. Băng thông phụ thuộc vào loại đường truyền và độ dài của nó.
Cần có sự phân biệt giữa băng thông và độ rộng phổ của tín hiệu thông tin được truyền đi. Độ rộng phổ của tín hiệu được truyền là sự khác biệt giữa các sóng hài đáng kể tối đa và tối thiểu của tín hiệu, tức là. những sóng hài đóng góp chính cho tín hiệu thu được. Nếu các sóng hài tín hiệu đáng kể nằm trong dải thông của đường truyền thì tín hiệu đó sẽ được truyền và nhận bởi máy thu mà không bị biến dạng. Nếu không, tín hiệu sẽ bị méo, máy thu sẽ mắc lỗi khi nhận dạng thông tin và do đó, thông tin sẽ không thể truyền đi với băng thông nhất định.
suy giảm là sự giảm tương đối về biên độ hoặc công suất của tín hiệu khi truyền tín hiệu có tần số nhất định dọc theo một đường truyền.
Độ suy giảm A được đo bằng decibel (dB, dB) và được tính theo công thức:
A = 10?lg(P ra / P vào)
trong đó P out, P in - công suất tín hiệu tương ứng ở đầu ra và đầu vào của đường dây.
Để ước tính sơ bộ sự biến dạng của các tín hiệu được truyền dọc theo đường dây, chỉ cần biết độ suy giảm của các tín hiệu tần số cơ bản là đủ, tức là. tần số có sóng hài có biên độ và công suất lớn nhất. Có thể ước tính chính xác hơn nếu chúng ta biết độ suy giảm ở một số tần số gần với tần số chính.
Thông lượng của đường truyền là đặc tính của nó, xác định (giống như băng thông) tốc độ truyền dữ liệu tối đa có thể có dọc theo đường truyền. Nó được đo bằng bit trên giây (bps), cũng như bằng đơn vị dẫn xuất (Kbps, Mbps, Gbps).
Băng thông một đường truyền thông phụ thuộc vào các đặc tính của nó (đáp ứng tần số, băng thông, độ suy giảm) và vào phổ của tín hiệu truyền, do đó, phụ thuộc vào phương pháp mã hóa vật lý hoặc tuyến tính đã chọn (tức là vào phương pháp biểu diễn thông tin rời rạc trong dạng tín hiệu). Đối với một phương thức mã hóa, một dòng có thể có một dung lượng này và đối với một phương thức mã hóa khác, một dòng có thể có một dung lượng khác.
Khi mã hóa thường sử dụng một sự thay đổi trong một số tham số của tín hiệu định kỳ (ví dụ: dao động hình sin) - tần số, biên độ và pha, hình sin hoặc dấu hiệu của thế năng chuỗi xung. Tín hiệu định kỳ có tham số thay đổi được gọi là tín hiệu sóng mang hoặc tần số sóng mang nếu tín hiệu hình sin được sử dụng làm tín hiệu đó. Nếu hình sin nhận được không thay đổi bất kỳ tham số nào của nó (biên độ, tần số hoặc pha) thì nó không mang bất kỳ thông tin nào.
Số lượng thay đổi trong tham số thông tin của tín hiệu sóng mang định kỳ trong một giây (đối với hình sin, đây là số lượng thay đổi về biên độ, tần số hoặc pha) được đo bằng baud. Chu kỳ hoạt động của máy phát là khoảng thời gian giữa những thay đổi liền kề của tín hiệu thông tin.
Nói chung Dung lượng đường truyền tính bằng bit trên giây không giống với tốc độ truyền. Tùy theo phương pháp mã hóa mà nó có thể cao hơn, bằng hoặc thấp hơn số baud. Ví dụ: nếu với phương pháp mã hóa này, một giá trị bit đơn được biểu thị bằng xung có cực dương và giá trị 0 bằng xung có cực âm, thì khi truyền các bit thay đổi luân phiên (không có chuỗi bit nào giống nhau). tên), tín hiệu vật lý thay đổi trạng thái hai lần trong quá trình truyền mỗi bit. Do đó, với cách mã hóa này, dung lượng đường truyền chỉ bằng một nửa số baud được truyền dọc đường truyền.
Đối với thông lượng dòng bị ảnh hưởng không chỉ bởi vật lý mà còn bởi cái gọi là mã hóa logic, được thực hiện trước mã hóa vật lý và bao gồm việc thay thế chuỗi bit thông tin ban đầu bằng một chuỗi bit mới mang cùng thông tin, nhưng có các thuộc tính bổ sung (ví dụ: khả năng bên nhận phát hiện lỗi trong dữ liệu nhận được hoặc đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu được truyền bằng cách mã hóa nó). Theo quy luật, mã hóa logic đi kèm với việc thay thế chuỗi bit gốc bằng chuỗi dài hơn, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến thời gian truyền thông tin hữu ích.
Có một sự kết nối nhất định giữa dung lượng của một đường dây và băng thông của nó. Với phương pháp mã hóa vật lý cố định, dung lượng đường truyền tăng theo tần số ngày càng tăng của tín hiệu sóng mang định kỳ, vì sự gia tăng này đi kèm với sự gia tăng thông tin được truyền trên một đơn vị thời gian. Nhưng khi tần số của tín hiệu này tăng lên, độ rộng phổ của nó cũng tăng lên, điều này được truyền đi với độ méo được xác định bởi băng thông của đường truyền. Sự khác biệt giữa băng thông đường truyền và độ rộng phổ của tín hiệu thông tin truyền đi càng lớn thì tín hiệu càng bị biến dạng và càng có nhiều khả năng xảy ra lỗi trong quá trình nhận dạng thông tin của máy thu. Kết quả là tốc độ truyền thông tin chậm hơn người ta mong đợi.
C=2F log 2 M, (4)
Trong đó M là số trạng thái khác nhau của tham số thông tin của tín hiệu được truyền.
Mối quan hệ Nyquist, cũng được sử dụng để xác định thông lượng tối đa có thể có của đường dây liên lạc, không tính đến sự hiện diện của nhiễu trên đường dây một cách rõ ràng. Tuy nhiên, ảnh hưởng của nó được phản ánh gián tiếp trong việc lựa chọn số lượng trạng thái của tín hiệu thông tin. Ví dụ: để tăng công suất đường dây, có thể sử dụng không phải 2 hoặc 4 cấp mà là 16, khi mã hóa dữ liệu. Nhưng nếu biên độ nhiễu vượt quá chênh lệch giữa 16 cấp liền kề thì máy thu sẽ không thể nhận dạng một cách nhất quán. dữ liệu được truyền đi. Do đó, số lượng trạng thái tín hiệu có thể bị giới hạn một cách hiệu quả bởi tỷ lệ giữa công suất tín hiệu và nhiễu.
Công thức Nyquist xác định giá trị giới hạn của dung lượng kênh trong trường hợp số trạng thái của tín hiệu thông tin đã được chọn có tính đến khả năng nhận dạng ổn định của chúng bởi máy thu.
Khả năng chống ồn của đường truyền thông- đây là khả năng giảm mức độ nhiễu được tạo ra từ môi trường bên ngoài lên dây dẫn bên trong. Nó phụ thuộc vào loại phương tiện vật lý được sử dụng, cũng như thiết bị đường truyền có chức năng sàng lọc và triệt tiêu nhiễu. Khả năng chống ồn và không nhạy cảm nhất với bức xạ điện từ bên ngoài là đường cáp quang, khả năng chống nhiễu ít nhất là đường vô tuyến và đường cáp chiếm vị trí trung gian. Giảm nhiễu do bức xạ điện từ bên ngoài gây ra bằng cách che chắn và xoắn dây dẫn.
Nhiễu xuyên âm ở đầu gần của đường truyền - xác định khả năng chống nhiễu của cáp đối với các nguồn gây nhiễu bên trong. Chúng thường được đánh giá liên quan đến cáp bao gồm một số cặp xoắn, khi nhiễu lẫn nhau của cặp này với cặp khác có thể đạt đến giá trị đáng kể và tạo ra nhiễu bên trong tương xứng với tín hiệu hữu ích.
Độ tin cậy của việc truyền dữ liệu(hoặc tỷ lệ lỗi bit) đặc trưng cho khả năng bị hỏng đối với từng bit dữ liệu được truyền. Nguyên nhân gây ra hiện tượng méo tín hiệu thông tin là do nhiễu trên đường truyền cũng như băng thông hạn chế. Do đó, việc tăng độ tin cậy của việc truyền dữ liệu đạt được bằng cách tăng mức độ chống nhiễu của đường dây, giảm mức độ nhiễu xuyên âm trong cáp và sử dụng nhiều đường truyền băng thông rộng hơn.
Đối với các đường truyền cáp thông thường không có biện pháp bảo vệ lỗi bổ sung, độ tin cậy truyền dữ liệu theo quy định là 10 -4 -10 -6. Điều này có nghĩa là trung bình trong số 10 4 hoặc 10 6 bit được truyền đi, giá trị của một bit sẽ bị biến dạng.
Thiết bị đường truyền thông(thiết bị truyền dữ liệu - ATD) là thiết bị biên kết nối trực tiếp các máy tính với đường truyền thông. Nó là một phần của đường truyền thông và thường hoạt động ở cấp độ vật lý, đảm bảo việc truyền và nhận tín hiệu có hình dạng và công suất cần thiết. Ví dụ về ADF là modem, bộ điều hợp, bộ chuyển đổi tương tự sang số và kỹ thuật số sang tương tự.
ADF không bao gồm thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE) của người dùng, tạo ra dữ liệu để truyền qua đường truyền thông và được kết nối trực tiếp với ADF. Ví dụ, DTE bao gồm một bộ định tuyến mạng cục bộ. Lưu ý rằng việc phân chia thiết bị thành các lớp APD và DOD là khá tùy tiện.
Trên đường truyền thông trên khoảng cách xa, thiết bị trung gian được sử dụng, giúp giải quyết hai vấn đề chính: cải thiện chất lượng tín hiệu thông tin (hình dạng, công suất, thời lượng) và tạo kênh tổng hợp cố định (kênh đầu cuối) để liên lạc giữa hai thuê bao mạng. Trong LCS, thiết bị trung gian không được sử dụng nếu độ dài của môi trường vật lý (cáp, sóng vô tuyến) ngắn, do đó tín hiệu từ bộ điều hợp mạng này sang bộ điều hợp mạng khác có thể được truyền đi mà không cần khôi phục trung gian các tham số của chúng.
Mạng lưới toàn cầu đảm bảo truyền tín hiệu chất lượng cao qua hàng trăm, hàng nghìn km. Vì vậy, bộ khuếch đại được lắp đặt ở những khoảng cách nhất định. Để tạo đường dây end-to-end giữa hai thuê bao, bộ ghép kênh, bộ tách kênh và bộ chuyển mạch được sử dụng.
Thiết bị trung gian của kênh liên lạc là trong suốt đối với người dùng (anh ta không để ý đến nó), mặc dù trên thực tế, nó tạo thành một mạng phức tạp, được gọi là mạng chính, làm cơ sở để xây dựng máy tính, điện thoại và các mạng khác.
Phân biệt tương tự Và điện tửđường dây thông tin liên lạc, sử dụng nhiều loại thiết bị trung gian. Trong đường dây analog, thiết bị trung gian được thiết kế để khuếch đại tín hiệu analog có dải giá trị liên tục. Trong các kênh analog tốc độ cao, kỹ thuật ghép kênh tần số được triển khai khi một số kênh thuê bao analog tốc độ thấp được ghép thành một kênh tốc độ cao. Trong các kênh truyền thông kỹ thuật số, nơi tín hiệu thông tin hình chữ nhật có số trạng thái hữu hạn, thiết bị trung gian sẽ cải thiện hình dạng của tín hiệu và khôi phục chu kỳ lặp lại của chúng. Nó cung cấp sự hình thành các kênh kỹ thuật số tốc độ cao, hoạt động theo nguyên tắc ghép kênh thời gian, khi mỗi kênh tốc độ thấp được phân bổ một phần thời gian nhất định của kênh tốc độ cao.
Khi truyền dữ liệu máy tính rời rạc qua đường truyền kỹ thuật số, giao thức lớp vật lý được xác định, do các tham số của tín hiệu thông tin được truyền qua đường truyền được chuẩn hóa, nhưng khi truyền qua đường truyền tương tự, nó không được xác định, vì tín hiệu thông tin có một phạm vi tùy ý. hình dạng và không liên quan đến phương pháp biểu diễn số 1 và số 0 bằng thiết bị truyền dữ liệu.
Sau đây đã tìm thấy ứng dụng trong các mạng truyền thông: nốt Rê máy ép chuyển thông tin :
Simplex, khi máy phát và máy thu được kết nối bằng một kênh liên lạc, qua đó thông tin chỉ được truyền theo một hướng (điều này đặc trưng cho các mạng truyền thông truyền hình);
Bán song công, khi hai nút giao tiếp cũng được kết nối bằng một kênh, qua đó thông tin được truyền luân phiên theo một hướng và sau đó theo hướng ngược lại (điều này điển hình cho các hệ thống tham chiếu thông tin, yêu cầu-đáp ứng);
Song công, khi hai nút liên lạc được kết nối bằng hai kênh (kênh liên lạc thuận và kênh ngược), qua đó thông tin được truyền đồng thời theo hướng ngược nhau. Các kênh song công được sử dụng trong các hệ thống có phản hồi quyết định và thông tin.
Các kênh liên lạc chuyển mạch và chuyên dụng. Trong TSS, có sự khác biệt giữa các kênh liên lạc chuyên dụng (không chuyển mạch) và các kênh chuyển mạch trong suốt thời gian truyền thông tin qua các kênh này.
Khi sử dụng các kênh liên lạc chuyên dụng, thiết bị thu phát của các nút liên lạc được kết nối liên tục với nhau. Điều này đảm bảo mức độ sẵn sàng cao của hệ thống trong việc truyền tải thông tin, chất lượng liên lạc cao hơn và hỗ trợ lưu lượng truy cập lớn. Do chi phí vận hành mạng với các kênh truyền thông chuyên dụng tương đối cao nên lợi nhuận của chúng chỉ đạt được nếu các kênh được tải đầy đủ.
Đối với các kênh truyền thông chuyển mạch, chỉ được tạo trong khoảng thời gian truyền một lượng thông tin cố định, chúng có đặc điểm là tính linh hoạt cao và chi phí tương đối thấp (với lưu lượng truy cập nhỏ). Nhược điểm của các kênh như vậy: mất thời gian chuyển mạch (để thiết lập liên lạc giữa các thuê bao), khả năng bị chặn do chiếm dụng một số phần nhất định của đường truyền, chất lượng liên lạc thấp hơn, chi phí cao với lưu lượng truy cập đáng kể.
Độ âm điện là khả năng của các nguyên tử dịch chuyển các electron theo hướng của chúng khi hình thành liên kết hóa học. Khái niệm này được đưa ra bởi nhà hóa học người Mỹ L. Pauling (1932). Độ âm điện đặc trưng cho khả năng một nguyên tử của một nguyên tố nhất định thu hút một cặp electron chung trong phân tử. Các giá trị độ âm điện được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau là khác nhau. Trong thực hành giáo dục, họ thường sử dụng các giá trị tương đối hơn là tuyệt đối của độ âm điện. Phổ biến nhất là thang đo trong đó độ âm điện của tất cả các nguyên tố được so sánh với độ âm điện của lithium, được lấy làm một.
Trong số các nguyên tố nhóm IA - VIIA:
Mô hình thay đổi độ âm điện giữa các phần tử khối d phức tạp hơn nhiều.độ âm điện, theo quy luật, tăng theo chu kỳ (“từ trái sang phải”) khi số nguyên tử tăng dần và giảm theo nhóm (“từ trên xuống dưới”).
Chúng bao gồm: hydro, carbon, nitơ, phốt pho, oxy, lưu huỳnh, selen, flo, clo, brom và iốt. Theo một số đặc điểm, một nhóm khí hiếm đặc biệt (helium-radon) cũng được phân loại là phi kim.Các nguyên tố có độ âm điện cao, các nguyên tử có ái lực điện tử cao và năng lượng ion hóa cao, tức là có xu hướng thêm một electron hoặc dịch chuyển một cặp electron liên kết theo hướng của chúng, được gọi là phi kim.
Kim loại bao gồm hầu hết các nguyên tố trong Bảng tuần hoàn.
Tập hợp các tính chất vật lý giúp phân biệt kim loại với phi kim loại này được giải thích bằng loại liên kết đặc biệt tồn tại trong kim loại. Tất cả các kim loại đều có mạng tinh thể được xác định rõ ràng. Cùng với các nguyên tử, các nút của nó chứa các cation kim loại, tức là nguyên tử bị mất electron. Những electron này tạo thành một đám mây điện tử xã hội hóa, được gọi là khí điện tử. Những electron này nằm trong trường lực của nhiều hạt nhân. Liên kết này được gọi là kim loại. Sự di chuyển tự do của các electron trong toàn bộ thể tích của tinh thể quyết định các tính chất vật lý đặc biệt của kim loại.Kim loại được đặc trưng bởi độ âm điện thấp, tức là năng lượng ion hóa thấp và ái lực điện tử. Các nguyên tử kim loại hoặc tặng electron cho các nguyên tử phi kim hoặc trộn lẫn các cặp electron liên kết với nhau. Kim loại có độ bóng đặc trưng, độ dẫn điện cao và độ dẫn nhiệt tốt. Chúng chủ yếu bền và dễ uốn.
Kim loại bao gồm tất cả các yếu tố d và f. Nếu từ Bảng tuần hoàn, bạn chỉ nhẩm chọn các khối gồm các nguyên tố s và p, tức là các phần tử thuộc nhóm A và vẽ một đường chéo từ góc trên bên trái đến góc dưới bên phải, thì hóa ra đó là các nguyên tố phi kim loại. ở phía bên phải của đường chéo này và kim loại - ở bên trái. Liền kề với đường chéo là các nguyên tố không thể phân loại rõ ràng là kim loại hay phi kim loại. Những nguyên tố trung gian này bao gồm: boron, silicon, germanium, asen, antimon, selen, polonium và astatine.
Các ý tưởng về liên kết cộng hóa trị và liên kết ion đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các ý tưởng về cấu trúc của vật chất, tuy nhiên, việc tạo ra các phương pháp vật lý, hóa học mới để nghiên cứu cấu trúc tinh tế của vật chất và việc sử dụng chúng cho thấy hiện tượng liên kết hóa học còn nhiều hạn chế. phức tạp hơn. Hiện tại người ta tin rằng bất kỳ liên kết dị hợp tử nào cũng vừa là cộng hóa trị vừa là ion, nhưng ở các tỷ lệ khác nhau. Do đó, khái niệm về thành phần cộng hóa trị và ion của liên kết dị thể được đưa ra. Sự chênh lệch độ âm điện của các nguyên tử liên kết càng lớn thì độ phân cực của liên kết càng lớn. Khi hiệu số lớn hơn hai đơn vị thì thành phần ion hầu như luôn chiếm ưu thế. Hãy so sánh hai oxit: natri oxit Na 2 O và clo oxit (VII) Cl 2 O 7. Trong natri oxit, điện tích một phần trên nguyên tử oxy là -0,81 và trong oxit clo -0,02. Điều này có nghĩa là liên kết Na-O có 81% ion và 19% cộng hóa trị. Thành phần ion của liên kết Cl-O chỉ là 2%.
Danh sách tài liệu được sử dụng
- Popkov V. A., Puzakov S. A. Hóa học đại cương: sách giáo khoa. - M.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 trang: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Với. 35-37]
- Volkov, A.I., Zharsky, I.M. Sách tham khảo hóa học lớn / A.I. Volkov, I.M. Zharsky. - Mn.: Trường học hiện đại, 2005. - 608 với ISBN 985-6751-04-7.