Единый государственный экзамен по химии - 2012 год.

Часть 1. Задание А4.

Проверяемые элементы: Ковалентная химическая связь, её разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи). Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь.

Теория:

Химическая связь - взаимодействие между ионами (или атомами) в молекуле.

Химическая связь — явление взаимодействия атомов, обусловленное перекрыванием электронных облаков связывающихся частиц, которое сопровождается уменьшением полной энергии системы.

Типы химической связи:

- Металлическая связь

- Ковалентная связь (полярная и неполярная)

- Ионная связь

- Ван-дер-ваальсова связь

- Водородная связь.

Химические связи - связи непосредственно между атомами. Различают ионную,

ковалентную и металлическую связь.

Ковалентная связь (атомная связь, гомеополярная связь) — химическая связь, образованная перекрытием (обобществлением) пары валентных электронных облаков. Обеспечивающие связь электронные облака (электроны) называются общей электронной парой.

Ковалентная химическая связь- существует за счёт взаимного притяжения одноименно заряженных частиц.

Характерные свойства ковалентной связи — направленность, насыщаемость, полярность, поляризуемость — определяют химические и физические свойства соединений.

Простая ковалентная связь образуется из двух неспаренных валентных электронов, на один: A· + ·В → А: В. В результате обобществления электроны образуют заполненный энергетический уровень. Связь образуется, если их суммарная энергия на этом уровне будет меньше, чем в первоначальном состоянии

Ковалентная связь на примере молекулы метана: законченный внешний энергетический уровень у водорода (H) — 2 электрона, а у углерода (C) — 8 электронов.

Полярность связи обусловлена неравномерным распределением электронной плотности вследствие различий в электроотрицательностях атомов. По этому признаку ковалентные связи подразделяются на неполярные и полярные.

Полярная ковалентная связь – два разных атома или один атом. Ковалентная связь может быть образована атомами разных элементов, сходных по химическому характеру, и тогда она полярная; например, такая ковалентная связь существует в молекулах H2O, NF3, CO2. Ковалентная связь образуется между атомами элементов,

Неполярная ковалентая связь- два одинаковых атома. Ковалентная связь может быть образована атомами одного итого же элемента и тогда она неполярная; например, такая ковалентная связь существует в молекулах одноэлементных газов H2, O2, N2, Cl2 и др.

Ковалентная химическая связь: неМе+неМе, например CO2, SiH4

Полярная ковалентная связь: например H2O, СН3, SI

Неполярная ковалентая связь: например Cl2, O2, N2.

Ионная химическая связь - прочная химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностью электроотрицательностей, при которой общая электронная пара полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью. Это притяжение ионов как разноименно заряженных тел.

Ионная химическая связь- существует за счёт взаимного притяжения разноименно заряженных частиц.

Если химическая связь образуется между атомами, которые имеют очень большую разность электроотрицательностей, то общая электронная пара полностью переходит к атому с большей ЭО. Результатом этого является образование соединения противоположно заряженных ионов:

Ионной связью называется химически связанное состояние атомов, при котором устойчивое электронное окружение достигается путём полного перехода общей электронной плотности к атому более электроотрицательного элемента.

Ионы - это электрически заряженные частицы, образующиеся из нейтральных атомов или молекул путем отдачи или присоединени электронов.При отдаче электронов образуется положительно заряженный ион-катион, при присоединении-отрицательный-анион.

.

Ионная химическая связь: Ме+неМе, например Na2O, Cr2O3

Одноатомные катионы образуются, как правило, металлами, а одноатомные анионы-неметаллами. При передаче электронов металлического и неметаллического элементов стремятся сформировать вокруг своих ядер устойчивую конфигурацию электронной оболочки. Атом неметаллического элемента создает внешнюю оболочку последующего благородного газа, тогда как атом металлического элемента после отдачи внешних электронов получает устойчивую конфигурацию предыдущего благородного газа.

Металлическая связь — связь между положительными ионами в кристаллах металлов, осуществляемая за счет притяжения электронов, свободно перемещающихся по кристаллу. В соответствии с положением в периодической системе атомы металлов имеют небольшое число валентных электронов. Эти электроны достаточно слабо связаны со своими ядрами и могут легко отрываться от них. В результате в кристаллической решетке металла появляются положительно заряженные ионы и свободные электроны.

Металлиеская связь- химическая связь, обусловленная наличием относительно свободных электронов. Характерна как для чистых металлов, так и их сплавов и интерметаллических соединений.

Металлы и их сплавы кристаллизуются в форме металлических решёток. Узлы в металлической решётке заняты положительными ионами металлов. Валентные электроны, отделившиеся от атомов металлов и оставшиеся в узлах кристаллической решётки ионы, более или менее свободно перемещаются в пространстве между катионами и обуславливают электрическую проводимость металлов. Между ионами и свободными электронами возникают электростатические взаимодействия, которые и являются причиной возникновения металлической связи.

Металлическая связь имеет сходство как с ионной (образуется за счёт взаимодействия между заряженными частицами: электронами и ионами), так и с ковалентной (происходит обобществление электронов, но в отличии от ковалентной связи, где электроны локализованы около определенных атомов, электроны в металлах обобществляются для всего кристалла). Свободные электроны иногда называют электронным газом.

Металическая связь Ме+Ме, например Na, K, Fe

Водородная связь- Водородные связи могут образовываться между атомом водорода, связанным с атомом электроотрицательного элемента, и электроотрицательным элементом, имеющим свободную пару электронов(О, F, N). Водородная связь обусловлена электростатическим притяжением, которому способствуют малые размеры атома водорода, и отчасти, донорно-акцепторным взаимодействием. Водородная связь может быть межмолекулярной и внутримолекулярной. Связи 0-Н имеют выраженный полярный характер: Водородная связь гораздо более слабая, чем ионная или ковалентная, но более сильная, чем межмолекулярное взаимодействие. Водородные связи обуславливают некоторые физические свойства веществ (например, высокие температуры кипения). Особенно распространены водородные связи в молекулах белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений, обеспечивая им определенную пространственную структуру (организацию).

Водородная связь — особенно важная структурная особенность белков и нуклеиновых кислот.

Пример межмолекулярных водородных связей

Алгоритм выполнения задания в демонстрационном варианте:

Задание:

Решение:

Метан – СН4, Хлорид кальция – СaCl2.

CH4-состоит из различных неМе, следовательно полярная ковалентная химическая связь.

CaCl2-состоит из Ме и неМе, следовательно ионная химическая связь.

Из предложенных вариантов подходит ответ 4.

Ответ: Вариант 4. Химическая связь в молекулах метана и хлорида кальция соответственно ковалентная полярная и ионная.

Различные формулировки задания А4:

7. Вещества только с ионной металлической связью приведены в ряду

1)F₂, CCl₂, KCl 2)NaBr, Na₂O, KI 3)SO₂, P₄, CaF₂ 4)H₂S, Br₂, K₂S

8.Ионный характер связи наиболее выражен в соединении

1)CCl₂ 2)SiO₂ 3)CaBr₂ 4)NH₃

9.Соединениями с ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью являются соответственно

1)вода и сероводород

2)бромид калия и азот

3)аммиак и водород

4)кислород и метан

10.В каком соединении ковалентная связь между атомами образована по донорно-акцепторному механизму

1)KCl 2)CCl₄ 3)NH₄Cl 4)CaCl₂

11.Путём соединения атомов одного и того же элемента образуется связь

1)ионная

2)ковалентная полярная

3)ковалентная неполярная

4)водородная

12. Водородная связь образуется между молекулами

1)С₂Н₆ 2)С₂Н₅ОН 3)СН₃ОСН₃ 4)СН₃СОСН₃