Аватар Неизвестный
Личный кабинет Кабинет родителя Кабинет учителя Настройки Выйти Войти Регистрация Подписаться
СОЗДАТЬ
Создать флеш-карточки
ТРЕНАЖЁРЫ
КУРСЫ
КАРТОЧКИ
Подобрать занятие
Подобрать занятие
Подобрать занятие
НАЗНАЧИТЬ

Ковалентная полярная химическая связь

Содержание

Из предыдущего урока вы узнали, что при взаимодействии двух атомов одного элемента-неметалла между ними образуется ковалентная химическая связь при помощи общих электронных пар.

Такую ковалентную связь называют неполярной, потому что общие электронные пары одинаково принадлежат обоим атомам и ни на одном из них нет избытка или недостатка отрицательного заряда, который несут электроны.

Ковалентная неполярная связь — это взаимодействие двух атомов элемента-неметалла, при котором их общая электронная пара равноудалена от атомных ядер и одинаково принадлежит обоим атомам.

Но что, если ковалентная связь образуется между атомами разных элементов-неметаллов? Тогда картина будет несколько иной, об этом вы узнаете на данном уроке.

Электроотрицательность

Для лучшего понимания новой темы, рассмотрим образование молекулы соляной кислоты $HCl$. Молекула хлороводорода образовывается из атомов водорода $H$ и хлора $Cl$.

I) Атом водорода $Н$ имеет на своем единственном электронном уровне один электрон, и до завершения электронного уровня ему не хватает еще одного электрона.

II) У атома хлора $Cl$ на внешнем электронном уровне — семь электронов. До завершения уровня ему также не хватает одного электрона.

III) Атомы водорода $Н$ и хлора $Cl$ объединяют свои непарные электроны и образуют одну общую электронную пару, то есть возникает ковалентная связь:

Рисунок 1. Схема образования ковалентной связи в молекуле хлороводорода $HCl$

Структурная формула молекулы соляной кислоты $HCl$ выглядит следующим образом:

Рисунок 2. Структурная формула соляной кислоты $HCl$

IV) Ковалентная связь образовывается между атомами разных элементов-неметаллов, поэтому общая электронная пара принадлежит взаимодействующим атомам в разной степени.

Чтобы точно определить, какому из атомов общая электронная пара принадлежит в большей степени, пользуются понятием «электроотрицательность».

Электроотрицательность (ЭО) — способность атомов химического элемента смещать к себе общие электронные пары, участвующие в образовании химической связи.

Электроотрицательность характеризуется как мера неметалличности химических элементов. В следующем ряду химические элементы располагаются в порядке уменьшения ЭО:

Рисунок 3. Ряд электроотрицательности элементов-неметаллов

Самым электроотрицательным элементом в Периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева является фтор $F$. На втором месте, т. е. с меньшей электроотрицательностью, стоит кислород $O$, на третьем — хлор $Cl$.

Величина электроотрицательности элемента зависит от его положения в таблице химических элементов Д. И. Менделеева.

В каждом периоде ЭО возрастает с увеличением порядкового номера элемента, а в каждой подгруппе — уменьшается.

Полярная химическая связь

Используя ряд электроотрицательности, можно определить, куда смещаются общие электронные пары. Они всегда будут смещены к атомам элемента с большей ЭО.

К примеру, в молекуле хлороводорода $HCl$ общая электронная пара смещена к атому хлора $Cl$, так как его электроотрицательность больше, чем у водорода $H$.

В результате на атомах образуются частичные заряды $H^{+0.18}Cl^{-0.18}$, а в молекуле возникают два полюса — положительный и отрицательный. Такую ковалентную связь называют полярной.

Ковалентная полярная связь — это взаимодействие двух атомов в молекуле вещества, при котором их общая электронная пара смещена к более электроотрицательному атому.

Смещение общих электронных пар в случае ковалентной полярной связи иногда обозначают стрелками, а частичный заряд — греческой буквой $δ $ («дельта»):

$H^{+δ} \to\ Сl^{-δ}$

Рисунок 4. Схема образования ковалентной полярной связи в молекуле хлороводорода $HCl$

В формулах соединений химический знак менее электроотрицательного элемента пишут первым.

ЗАДАНИЕ 1

У атомов водорода $Н$ и фосфора $Р$ почти одинаковые значения ЭО. Каков тип химической связи в молекуле фосфина $PH_3$?

Показать ответ

Скрыть ответ

По ряду электроотрицательности неметаллов видно, что значение ЭО атомов водорода $Н$ и фосфора $Р$ в молекуле фосфина $PH_3$ почти одинаковы. Поэтому в данной молекуле будет ковалентная неполярная химическая связь.

ЗАДАНИЕ 2

В следующих предложениях впишите пропущенные слова и выражения: «Ковалентная химическая связь образуется за счет … . По числу общих электронных пар она бывает … .По ЭО ковалентную связь делят на … и … «.

Показать ответ

Скрыть ответ

Ковалентная химическая связь образуется за счет общих электронных пар. По числу общих электронных пар она бывает одинарная и кратная (двойная, тройная). По ЭО ковалентную связь делят на полярную и неполярную.

Алгоритм записи схемы образования ковалентной полярной связи

Ковалентная полярная связь является разновидностью ковалентной связи, поэтому алгоритм рассуждений для ее схематического изображения такой же, как и для ковалентной неполярной связи.

Но добавляется еще один шаг — по ряду ЭО определить более электроотрицательный элемент и отразить полярность связи в структурной формуле стрелкой и обозначением частичных зарядов.

Рассмотрим алгоритм схематического изображения образования связи на примере фторида кислорода — $OF_2$.

I) Кислород — элемент VI группы главной подгруппы (VIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева. У его атомов по шесть электронов на внешнем электронном уровне. Число неспаренных электронов:

$8-6=2$

II) Фтор — элемент VII группы главной подгруппы (VIIA группы) Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. У его атомов по семь электронов на внешнем электронном уровне. Неспаренным является один электрон.

III) Нужно записать знаки химических элементов с обозначением внешних электронов:

Рисунок 5. Схема обозначения внешних электронов в молекуле фторида кислорода $OF_2$

IV) Далее необходимо записать электронную и структурную формулы образовавшихся молекул:

Рисунок 6. Электронная формула фторида кислорода $OF_2$
Рисунок 7. Структурная формула фторида кислорода $OF_2$

V) По ряду электроотрицательности (ЭО) определим, что общие электронные пары будут смещены от кислорода $O$ к фтору $F$, как к более электроотрицательному элементу.

Связь будет ковалентной полярной:

$F^{-δ}\leftarrow\ O^{+δ} \rightarrow\ F^{-δ}$

Аналогично образуются молекулы воды $H_2O$ :

Рисунок 8. Схема образования ковалентной полярной связи в молекуле воды $H_2O$
Рисунок 9. Структурная формула молекулы воды $H_2O$

На самом деле молекула воды имеет не линейную, а угловую форму ($\angle\ HOH = 104^\circ\ 27’$). Строение молекулы воды можно изобразить различными способами:

Рисунок 10. Различные модели молекулы воды $H_2O$

ЗАДАНИЕ 3

Определите тип химической связи и запишите схему ее образования для веществ с формулами: а) $S_2$, $K_2O$ и $H_2S$; б) $N_2$, $LiF$ и $Cl_3N$.

Показать ответ

Скрыть ответ

а) У молекулы $S_2$ — ковалентная неполярная связь.

Сера имеет шесть электронов на внешнем энергетическом уровне. Связь двойная.

В молекуле $K_2O$ — ионная связь.

$K^0 — 1ē = K^+$ (катион)

$O^0 + 2ē = O^{2-}$ (анион)

$2K^0 + O^0 \to\ K_2^{+1}O^{-2} \to\ K_2O$

$H_2S$ — ковалентная полярная связь.

б) У молекулы $N_2$ — ковалентная неполярная связь.

Азот имеет пять электронов на внешнем энергетическом уровне. Связь тройная.

В молекуле $LiF$ — ионная связь.

$Li^0 — 1ē = Li^+$ (катион)

$F^0 + 1ē = F^-$ (анион)

$Li^0 + F^0 \to\ Li^{+}F^{-} \to\ LiF$

$Cl_3N$ — ковалентная полярная связь.

ЗАДАНИЕ 4

В какой из молекул — хлороводорода $HCl$ или фтороводорода $HF$ — ковалентная химическая связь более полярна?

Показать ответ

Скрыть ответ

В молекуле фтороводорода $HF$ связь более полярна, так как в ряду электроотрицательности фтор $F$ и водород $Н$ больше отдалены друг от друга, чем хлор $Cl$ и водород $Н$. Также фтор является самым электроотрицательным элементом.

5
5
1
5Количество опыта, полученного за урок

Оценить урок

Отзыв отправлен. Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

Комментарии

Получить ещё подсказку

Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

Верно! Посмотрите пошаговое решение

НАЗНАЧИТЬ