თავისუფალი ფტორი შედგება დიატომური მოლეკულებისგან. ქიმიური თვალსაზრისით, ფტორი შეიძლება დახასიათდეს, როგორც ერთვალენტიანი არალითონი და, უფრო მეტიც, ყველაზე აქტიური ყველა არალითონიდან. ეს გამოწვეულია მრავალი მიზეზის გამო, მათ შორის F 2 მოლეკულის ცალკეულ ატომებად დაშლის სიმარტივით - ამისათვის საჭირო ენერგია არის მხოლოდ 159 კჯ / მოლი (493 კჯ / მოლი O 2-სთვის და 242 კჯ / მოლი C-სთვის. 12). ფტორის ატომებს აქვთ მნიშვნელოვანი ელექტრონებთან კავშირი და შედარებით მცირე ზომის არიან. მაშასადამე, მათი ვალენტური ბმები სხვა ელემენტების ატომებთან უფრო ძლიერია, ვიდრე სხვა მეტალოიდების მსგავსი ბმები (მაგალითად, H-F ბმის ენერგია არის - 564 კჯ/მოლი H-O ბმისთვის 460 კჯ/მოლი და H- 431 კჯ/მოლი. C1 ბმული).

F-F ბმას ახასიათებს ბირთვული მანძილი 1,42 ა. ფტორის თერმული დისოციაციისთვის გამოთვლებით მიღებული იქნა შემდეგი მონაცემები:

ფტორის ატომს ძირითად მდგომარეობაში აქვს გარე ელექტრონული შრის სტრუქტურა 2s 2 2p 5 და არის მონოვალენტური. სამვალენტიანი მდგომარეობის აგზნება, რომელიც დაკავშირებულია ერთი 2p ელექტრონის 3s დონეზე გადასვლასთან, მოითხოვს 1225 კჯ/მოლ ხარჯს და პრაქტიკულად არ არის რეალიზებული.

ნეიტრალური ფტორის ატომის ელექტრონებთან კავშირი შეფასებულია 339 კჯ/მოლზე. იონი F - ხასიათდება ეფექტური რადიუსით 1,33 A და ჰიდრატაციის ენერგიით 485 კჯ/მოლი. ფტორის კოვალენტური რადიუსისთვის ჩვეულებრივ მიიღება მნიშვნელობა 71 pm (ე.ი. F 2 მოლეკულაში ბირთვთაშორისი მანძილის ნახევარი).

ქიმიური კავშირი არის ელექტრონული ფენომენი, რომლის დროსაც მინიმუმ ერთი ელექტრონი, რომელიც იყო მისი ბირთვის ძალის ველში, აღმოჩნდება სხვა ბირთვის ძალის ველში ან ერთდროულად რამდენიმე ბირთვში.

მარტივი ნივთიერებების უმეტესობა და ყველა რთული ნივთიერება (ნაერთები) შედგება ატომებისგან, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან გარკვეული გზით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ატომებს შორის მყარდება ქიმიური კავშირი. როდესაც ქიმიური ბმა იქმნება, ენერგია ყოველთვის გამოიყოფა, ანუ წარმოქმნილი ნაწილაკების ენერგია ნაკლები უნდა იყოს საწყისი ნაწილაკების მთლიან ენერგიაზე.

ელექტრონის გადასვლა ერთი ატომიდან მეორეზე, რის შედეგადაც წარმოიქმნება საპირისპიროდ დამუხტული იონები სტაბილური ელექტრონული კონფიგურაციებით, რომელთა შორისაც დამყარებულია ელექტროსტატიკური მიზიდულობა, არის იონური კავშირის უმარტივესი მოდელი:

X → X + + e - ; Y + e - → Y - ; X+Y-

იონების წარმოქმნისა და მათ შორის ელექტროსტატიკური მიზიდულობის წარმოქმნის ჰიპოთეზა პირველად წამოაყენა გერმანელმა მეცნიერმა ვ.კოსელმა (1916 წ.).

კავშირის კიდევ ერთი მოდელი არის ელექტრონების გაზიარება ორი ატომით, რის შედეგადაც ყალიბდება სტაბილური ელექტრონული კონფიგურაციები. ასეთ კავშირს კოვალენტური ეწოდება, 1916 წელს ამერიკელმა მეცნიერმა გ.ლუისმა დაიწყო მისი თეორიის შემუშავება.

ორივე თეორიის საერთო წერტილი იყო ნაწილაკების ფორმირება სტაბილური ელექტრონული კონფიგურაციით, რომელიც ემთხვევა კეთილშობილი გაზის ელექტრონულ კონფიგურაციას.

მაგალითად, ლითიუმის ფტორიდის ფორმირებისას რეალიზებულია ბმის წარმოქმნის იონური მექანიზმი. ლითიუმის ატომი (3 Li 1s 2 2s 1) კარგავს ელექტრონს და იქცევა კატიონად (3 Li + 1s 2) ჰელიუმის ელექტრონული კონფიგურაციით. ფტორი (9 F 1s 2 2s 2 2p 5) იღებს ელექტრონს, აყალიბებს ანიონს (9 F - 1s 2 2s 2 2p 6) ნეონის ელექტრონული კონფიგურაციით. ლითიუმის იონ Li + და ფტორის იონ F - შორის წარმოიქმნება ელექტროსტატიკური მიზიდულობა, რის გამოც წარმოიქმნება ახალი ნაერთი - ლითიუმის ფტორიდი.

წყალბადის ფტორის წარმოქმნისას წყალბადის ატომის ერთადერთი ელექტრონი (1s) და ფტორის ატომის დაუწყვილებელი ელექტრონი (2p) იმყოფება ორივე ბირთვის - წყალბადის ატომისა და ფტორის ატომის მოქმედების ველში. ამრიგად, წარმოიქმნება საერთო ელექტრონული წყვილი, რაც ნიშნავს ელექტრონის სიმკვრივის გადანაწილებას და მაქსიმალური ელექტრონული სიმკვრივის გამოჩენას. შედეგად, ორი ელექტრონი ახლა დაკავშირებულია წყალბადის ატომის ბირთვთან (ჰელიუმის ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია), ხოლო გარე ენერგიის დონის რვა ელექტრონი ასოცირდება ფტორის ბირთვთან (ნეონის ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია):

ერთი ელექტრონული წყვილის მიერ განხორციელებულ კავშირს ერთი ბმა ეწოდება.

იგი მითითებულია ელემენტის სიმბოლოებს შორის ერთი ტირეთი: H-F.

სტაბილური რვაელექტრონული გარსის ფორმირების ტენდენციას ელექტრონის ერთი ატომიდან მეორეზე გადატანით (იონური ბმა) ან ელექტრონების გაზიარებით (კოვალენტური ბმა) ოქტეტის წესი ეწოდება.

განსაკუთრებული შემთხვევაა ლითიუმის იონისა და წყალბადის ატომისთვის ორელექტრონული გარსის წარმოქმნა.

თუმცა არის ნაერთები, რომლებიც არ იცავენ ამ წესს. მაგალითად, ბერილიუმის ატომს ბერილიუმის ფტორიდში BeF 2 აქვს მხოლოდ ოთხელექტრონული გარსი; ბორის ატომისთვის დამახასიათებელია ექვსი ელექტრონული გარსი (წერტილები მიუთითებენ გარე ენერგიის დონის ელექტრონებს):

ამავდროულად, ისეთ ნაერთებში, როგორიცაა ფოსფორის (V) ქლორიდი და გოგირდის (VI) ფტორი, იოდის (VII) ფტორიდი, ცენტრალური ატომების ელექტრონული გარსები შეიცავს რვაზე მეტ ელექტრონს (ფოსფორი - 10; გოგირდი - 12; იოდს - 14):

d-ელემენტის კავშირების უმეტესობაში, ოქტეტის წესი ასევე არ არის დაცული.

ყველა ზემოთ მოყვანილ მაგალითში წარმოიქმნება ქიმიური ბმა სხვადასხვა ელემენტების ატომებს შორის; მას ჰეტეროატომური ეწოდება. თუმცა, კოვალენტური ბმა ასევე შეიძლება ჩამოყალიბდეს იდენტურ ატომებს შორის. მაგალითად, წყალბადის მოლეკულა იქმნება წყალბადის თითოეული ატომის 15 ელექტრონის გაზიარებით, რის შედეგადაც თითოეული ატომი იძენს ორი ელექტრონის სტაბილურ ელექტრონულ კონფიგურაციას. ოქტეტი წარმოიქმნება სხვა მარტივი ნივთიერებების მოლეკულების წარმოქმნის დროს, როგორიცაა ფტორი:

ქიმიური ბმის ფორმირება ასევე შეიძლება განხორციელდეს ოთხი ან ექვსი ელექტრონის სოციალიზაციის გზით. პირველ შემთხვევაში წარმოიქმნება ორმაგი ბმა, რომელიც წარმოადგენს ელექტრონის ორ განზოგადებულ წყვილს, მეორეში - სამმაგი ბმა (სამი განზოგადებული ელექტრონული წყვილი).

მაგალითად, როდესაც აზოტის მოლეკულა N 2 იქმნება, ქიმიური ბმა იქმნება ექვსი ელექტრონის სოციალიზაციის შედეგად: სამი დაუწყვილებელი p ელექტრონი თითოეული ატომიდან. რვა ელექტრონის კონფიგურაციის მისაღწევად, სამი საერთო ელექტრონული წყვილი იქმნება:

ორმაგი ბმა აღინიშნება ორი ტირეთი, სამმაგი ბმა სამით. აზოტის მოლეკულა N 2 შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად: N≡N.

ერთი ელემენტის ატომების მიერ წარმოქმნილ დიატომურ მოლეკულებში ელექტრონის მაქსიმალური სიმკვრივე მდებარეობს ბირთვთაშორისი ხაზის შუაში. ვინაიდან არ არსებობს მუხტების გამიჯვნა ატომებს შორის, ამ სახის კოვალენტურ კავშირს არაპოლარული ეწოდება. ჰეტეროატომური ბმა ყოველთვის მეტ-ნაკლებად პოლარულია, რადგან ელექტრონის მაქსიმალური სიმკვრივე გადადის ერთ-ერთი ატომისკენ, რის გამოც იგი იძენს ნაწილობრივ უარყოფით მუხტს (აღნიშნავს σ-). ატომი, საიდანაც გადაინაცვლებს ელექტრონის მაქსიმალური სიმკვრივე, იძენს ნაწილობრივ დადებით მუხტს (აღნიშნავს σ+). ელექტრულად ნეიტრალურ ნაწილაკებს, რომლებშიც ნაწილობრივი უარყოფითი და ნაწილობრივი დადებითი მუხტების ცენტრები არ ემთხვევა სივრცეში, ეწოდება დიპოლები. ბმის პოლარობა იზომება დიპოლური მომენტით (μ), რომელიც პირდაპირპროპორციულია მუხტების სიდიდისა და მათ შორის მანძილისა.

ბრინჯი. დიპოლის სქემატური წარმოდგენა

გამოყენებული ლიტერატურის სია

1. პოპკოვი V.A.პუზაკოვი S.A. ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელო. - მ.: GEOTAR-მედია, 2010. - 976გვ.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [ერთად. 32-35]

1916 წელს შემოგვთავაზეს მოლეკულების სტრუქტურის პირველი უკიდურესად გამარტივებული თეორიები, რომლებშიც გამოყენებული იქნა ელექტრონული წარმოდგენები: ამერიკელი ფიზიკოსის გ. ლუისის (1875-1946) და გერმანელი მეცნიერის ვ. კოსელის თეორია. ლუისის თეორიის თანახმად, ქიმიური ბმის ფორმირება დიატომურ მოლეკულაში მოიცავს ერთდროულად ორი ატომის ვალენტურ ელექტრონებს. ამიტომ, მაგალითად, წყალბადის მოლეკულაში, ვალენტური პირველის ნაცვლად, მათ დაიწყეს ელექტრონული წყვილის დახატვა, რომელიც ქმნის ქიმიურ კავშირს:

ელექტრონული წყვილის მიერ წარმოქმნილ ქიმიურ კავშირს კოვალენტური ბმა ეწოდება. წყალბადის ფტორიდის მოლეკულა გამოსახულია შემდეგნაირად:

განსხვავება მარტივი ნივთიერებების მოლეკულებს (H2, F2, N2, O2) და რთული ნივთიერებების მოლეკულებს შორის (HF, NO, H2O, NH3) არის ის, რომ პირველს არ აქვს დიპოლური მომენტი, ხოლო მეორეს აქვს. დიპოლური მომენტი m განისაზღვრება, როგორც მუხტის აბსოლუტური მნიშვნელობის ნამრავლი q და მანძილი ორ საპირისპირო მუხტს შორის r:

დიატომური მოლეკულის დიპოლური მომენტი m შეიძლება განისაზღვროს ორი გზით. ჯერ ერთი, ვინაიდან მოლეკულა ელექტრულად ნეიტრალურია, ცნობილია Z" მოლეკულის მთლიანი დადებითი მუხტი (ის უდრის ატომის ბირთვების მუხტების ჯამს: Z" = ZA + ZB). ბირთვული მანძილის ცოდნით, შეიძლება განისაზღვროს მოლეკულის დადებითი მუხტის სიმძიმის ცენტრის მდებარეობა. m მოლეკულების მნიშვნელობა გამოვლენილია ექსპერიმენტიდან. ამრიგად, შეგიძლიათ იპოვოთ r" - მანძილი მოლეკულის დადებითი და მთლიანი უარყოფითი მუხტის სიმძიმის ცენტრებს შორის:

მეორეც, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ როდესაც ელექტრონული წყვილი, რომელიც ქმნის ქიმიურ კავშირს, გადაადგილდება ერთ-ერთ ატომზე, გარკვეული ჭარბი უარყოფითი მუხტი -q "ჩნდება ამ ატომზე და მუხტი + q" გამოჩნდება მეორე ატომზე. ატომებს შორის მანძილი არის:

HF მოლეკულის დიპოლური მომენტი არის 6.4×10-30 Cl×m, ბირთვთაშორისი მანძილი H-F არის 0.917×10-10 მ. q"-ის გამოთვლა იძლევა: q" = 0.4 ელემენტარული მუხტისა (ანუ მუხტი ელექტრონი). ვინაიდან ჭარბი უარყოფითი მუხტი გამოჩნდა ფტორის ატომზე, ეს ნიშნავს, რომ ელექტრონული წყვილი, რომელიც ქმნის ქიმიურ კავშირს HF მოლეკულაში, გადადის ფტორის ატომში. ასეთ ქიმიურ კავშირს კოვალენტური პოლარული ბმა ეწოდება. A2 ტიპის მოლეკულებს არ აქვთ დიპოლური მომენტი. ქიმიურ ბმებს, რომლებიც ქმნიან ამ მოლეკულებს ე.წ კოვალენტური არაპოლარული ბმები.

კოსელის თეორიაშემოთავაზებული იყო აქტიური ლითონების (ტუტე და ტუტე დედამიწა) და აქტიური არამეტალების (ჰალოგენები, ჟანგბადი, აზოტი) მიერ წარმოქმნილი მოლეკულების აღწერა. ლითონის ატომების გარე ვალენტური ელექტრონები ყველაზე შორს არიან ატომის ბირთვიდან და, შესაბამისად, შედარებით სუსტად ინარჩუნებენ ლითონის ატომს. პერიოდული სისტემის იმავე რიგში მდებარე ქიმიური ელემენტების ატომებისთვის, მარცხნიდან მარჯვნივ გადაადგილებისას, ბირთვის მუხტი მუდმივად იზრდება და დამატებითი ელექტრონები განლაგებულია იმავე ელექტრონულ შრეში. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ გარე ელექტრონული გარსი იკუმშება და ელექტრონები უფრო და უფრო მყარად იკავებენ ატომს. ამრიგად, MeX მოლეკულაში შესაძლებელი ხდება ლითონის სუსტად შეკავებული გარე ვალენტური ელექტრონის გადატანა იონიზაციის პოტენციალის ტოლი ენერგიის ხარჯვით არამეტალის ატომის ვალენტურ ელექტრონულ გარსში ელექტრონების ტოლფასი ენერგიის გამოყოფით. . შედეგად წარმოიქმნება ორი იონი: Me+ და X-. ამ იონების ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედება არის ქიმიური ბმა. ამ ტიპის კავშირი ე.წ იონური.

თუ MeX მოლეკულების დიპოლურ მომენტებს წყვილებში განვსაზღვრავთ, გამოდის, რომ ლითონის ატომიდან მუხტი მთლიანად არ გადადის არალითონის ატომში და ასეთ მოლეკულებში ქიმიური ბმა უფრო კარგად არის აღწერილი, როგორც კოვალენტური მაღალპოლარული ბმა. დადებითი მეტალის კათიონები Me + და არამეტალის ატომების X- უარყოფითი ანიონები, როგორც წესი, არსებობს ამ ნივთიერებების კრისტალების კრისტალების უბნებზე. მაგრამ ამ შემთხვევაში, თითოეული დადებითი მეტალის იონი პირველ რიგში ელექტროსტატიკურად ურთიერთქმედებს უახლოეს არამეტალურ ანიონებთან, შემდეგ ლითონის კატიონებთან და ა.შ. ანუ იონურ კრისტალებში ქიმიური ბმები დელოკალიზებულია და ყოველი იონი საბოლოოდ ურთიერთქმედებს ყველა სხვა იონთან, რომელიც შედის კრისტალში, რომელიც გიგანტური მოლეკულაა.

ატომების კარგად განსაზღვრულ მახასიათებლებთან ერთად, როგორიცაა ატომის ბირთვების მუხტები, იონიზაციის პოტენციალი, ელექტრონის აფინურობა, ნაკლებად განსაზღვრული მახასიათებლები ასევე გამოიყენება ქიმიაში. ერთ-ერთი მათგანია ელექტრონეგატიურობა. იგი მეცნიერებაში შემოიტანა ამერიკელმა ქიმიკოსმა ლ.პაულინგმა. ჯერ პირველი სამი პერიოდის ელემენტებისათვის განვიხილოთ მონაცემები პირველი იონიზაციის პოტენციალისა და ელექტრონის აფინურობის შესახებ.

იონიზაციის პოტენციალისა და ელექტრონის აფინურობის კანონზომიერება სრულად აიხსნება ატომების ვალენტური ელექტრონული გარსების სტრუქტურით. იზოლირებული აზოტის ატომის ელექტრონებთან კავშირი გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ტუტე ლითონის ატომები, თუმცა აზოტი აქტიური არალითონია. მოლეკულებში სხვა ქიმიური ელემენტების ატომებთან ურთიერთობისას აზოტი ამტკიცებს, რომ ის აქტიური არალითონია. ეს არის ის, რის გაკეთებაც სცადა ლ. პაულინგი, შემოიღო "ელექტრონეგატიურობა", როგორც ქიმიური ელემენტების ატომების უნარი, გადაიტანონ ელექტრონული წყვილი თავისკენ ფორმირებისას. კოვალენტური პოლარული ბმები. ქიმიური ელემენტების ელექტრონეგატიურობის სკალა შემოთავაზებული იყო ლ.პაულინგის მიერ. თვითნებურ უგანზომილებიან ერთეულებში ყველაზე მაღალი ელექტრონეგატიურობა მან მიაწერა ფტორს - 4.0, ჟანგბადს - 3.5, ქლორს და აზოტს - 3.0, ბრომს - 2.8. ატომების ელექტრონეგატიურობის ცვლილების ბუნება სრულად შეესაბამება იმ კანონებს, რომლებიც გამოხატულია პერიოდულ სისტემაში. ამიტომ, კონცეფციის გამოყენება ელექტრონეგატიურობა”უბრალოდ სხვა ენაზე თარგმნის ლითონებისა და არამეტალების თვისებების ცვლილების იმ ნიმუშებს, რომლებიც უკვე აისახება პერიოდულ სისტემაში.

მყარ მდგომარეობაში მყოფი ბევრი ლითონი თითქმის იდეალურად წარმოქმნილი კრისტალებია.. ბროლის კრისტალური მედის კვანძებში არის ატომები ან ლითონის დადებითი იონები. იმ ლითონის ატომების ელექტრონები, საიდანაც წარმოიქმნა დადებითი იონები, ელექტრონული გაზის სახით, განლაგებულია კრისტალური მედის კვანძებს შორის და ეკუთვნის ყველა ატომს და იონს. ისინი განსაზღვრავენ ლითონების დამახასიათებელ მეტალის ბზინვარებას, მაღალ ელექტროგამტარობას და თბოგამტარობას. ტიპი ქიმიური კავშირი, რომელსაც ახორციელებენ სოციალიზებული ელექტრონები ლითონის კრისტალში, ე.წმეტალის ბმა.

1819 წელს ფრანგმა მეცნიერებმა პ. დულონგმა და ა. პეტიმ ექსპერიმენტულად დაადგინეს, რომ კრისტალურ მდგომარეობაში თითქმის ყველა ლითონის მოლური სითბოს სიმძლავრე არის 25 ჯ/მოლი. ახლა ჩვენ შეგვიძლია მარტივად ავხსნათ, რატომ არის ასე. კრისტალური მედის კვანძებში ლითონების ატომები მუდამ მოძრაობენ - ისინი ახდენენ რხევად მოძრაობებს. ეს რთული მოძრაობა შეიძლება დაიყოს სამ მარტივ რხევად მოძრაობად სამ ურთიერთ პერპენდიკულარულ სიბრტყეში. თითოეულ რხევად მოძრაობას აქვს თავისი ენერგია და ტემპერატურის მატებასთან ერთად მისი ცვლილების საკუთარი კანონი - საკუთარი სითბოს სიმძლავრე. სითბოს სიმძლავრის შემზღუდველი მნიშვნელობა ატომების ნებისმიერი რხევითი მოძრაობისთვის უდრის R - უნივერსალური გაზის მუდმივობას. ატომების სამი დამოუკიდებელი ვიბრაციული მოძრაობა კრისტალში შეესაბამება სითბოს სიმძლავრეს 3R-ის ტოლი. როდესაც ლითონები თბება, ძალიან დაბალი ტემპერატურიდან დაწყებული, მათი სითბოს მოცულობა ნულიდან იზრდება. ოთახის და მაღალ ტემპერატურაზე მეტალების უმეტესობის სითბოს სიმძლავრე აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას - 3R.

გაცხელებისას ლითონების კრისტალური ბადე ნადგურდება და ისინი გადადიან გამდნარ მდგომარეობაში. შემდგომი გაცხელებისას ლითონები აორთქლდება. ორთქლებში ბევრი ლითონი არსებობს Me2 მოლეკულების სახით. ამ მოლეკულებში ლითონის ატომებს შეუძლიათ შექმნან კოვალენტური არაპოლარული ბმები.

ფტორი არის ქიმიური ელემენტი (სიმბოლო F, ატომური ნომერი 9), არალითონი, რომელიც მიეკუთვნება ჰალოგენის ჯგუფს. ეს არის ყველაზე აქტიური და ელექტროუარყოფითი ნივთიერება. ნორმალურ ტემპერატურასა და წნევაზე ფტორის მოლეკულა ღია ყვითელია F 2 ფორმულით. სხვა ჰალოიდების მსგავსად, მოლეკულური ფტორი ძალიან საშიშია და იწვევს ძლიერ ქიმიურ დამწვრობას კანთან შეხებისას.

გამოყენება

ფტორი და მისი ნაერთები ფართოდ გამოიყენება, მათ შორის ფარმაცევტული, აგროქიმიკატების, საწვავის და საპოხი მასალების და ტექსტილის წარმოებისთვის. გამოიყენება შუშის ამოსაჭრელად, ხოლო ფტორის პლაზმა გამოიყენება ნახევარგამტარული და სხვა მასალების დასამზადებლად. კბილის პასტასა და სასმელ წყალში F იონების დაბალი კონცენტრაცია ხელს უწყობს კარიესის თავიდან აცილებას, ხოლო უფრო მაღალი კონცენტრაცია გვხვდება ზოგიერთ ინსექტიციდში. ბევრი ზოგადი საანესთეზიო არის ჰიდროფტორნახშირბადის წარმოებული. 18 F იზოტოპი არის პოზიტრონების წყარო სამედიცინო გამოსახულების მიზნით პოზიტრონის ემისიური ტომოგრაფიით, ხოლო ურანის ჰექსაფტორიდი გამოიყენება ურანის იზოტოპების გამოყოფისა და წარმოებისთვის ატომური ელექტროსადგურებისთვის.

აღმოჩენის ისტორია

ფტორის ნაერთების შემცველი მინერალები ცნობილი იყო ამ ქიმიური ელემენტის გამოყოფამდე მრავალი წლით ადრე. მაგალითად, მინერალური ფტორსპარი (ან ფტორიტი), რომელიც შედგება კალციუმის ფტორიდისგან, აღწერა 1530 წელს ჯორჯ აგრიკოლამ. მან შენიშნა, რომ ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ნაკადად, ნივთიერება, რომელიც ხელს უწყობს ლითონის ან მადნის დნობის წერტილის შემცირებას და ხელს უწყობს სასურველი ლითონის გაწმენდას. ამიტომ, ფტორმა მიიღო ლათინური სახელი სიტყვიდან fluere ("ნაკადი").

1670 წელს შუშის მწარმოებელმა ჰაინრიხ შვანჰარდმა აღმოაჩინა, რომ მინა იჭრებოდა მჟავით დამუშავებული კალციუმის ფტორიდის (ფტორსპარი) მოქმედებით. კარლ შელემ და ბევრმა გვიანდელმა მკვლევარმა, მათ შორის ჰემფრი დეივიმ, ჯოზეფ-ლუი გეი-ლუსაკმა, ანტუან ლავუაზიემ, ლუი ტენარმა, ჩაატარეს ექსპერიმენტები ჰიდროფლუორმჟავასთან (HF), რომელიც ადვილად მიიღება CaF-ის კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით დამუშავებით.

საბოლოოდ, გაირკვა, რომ HF შეიცავდა ადრე უცნობ ელემენტს. თუმცა, მისი გადაჭარბებული რეაქტიულობის გამო, ეს ნივთიერება მრავალი წლის განმავლობაში ვერ იზოლირებული იყო. ეს არა მხოლოდ რთულია ნაერთებისგან განცალკევება, არამედ ის დაუყოვნებლივ რეაგირებს მათ სხვა კომპონენტებთან. ფტორის მჟავისგან ელემენტარული ფტორის გამოყოფა უკიდურესად საშიშია და ადრეულმა მცდელობებმა დააბრმავა და მოკლა რამდენიმე მეცნიერი. ეს ხალხი ცნობილი გახდა, როგორც "ფტორის მოწამეები".

აღმოჩენა და წარმოება

საბოლოოდ, 1886 წელს, ფრანგმა ქიმიკოსმა ანრი მოისანმა მოახერხა ფტორის იზოლირება გამდნარი კალიუმის ფტორიდების და ჰიდროფთორმჟავას ნარევის ელექტროლიზით. ამისათვის მას 1906 წელს მიენიჭა ნობელის პრემია ქიმიაში. მისი ელექტროლიტური მიდგომა დღესაც გამოიყენება ამ ქიმიური ელემენტის სამრეწველო წარმოებისთვის.

ფტორის პირველი ფართომასშტაბიანი წარმოება მეორე მსოფლიო ომის დროს დაიწყო. ეს საჭირო იყო ატომური ბომბის შექმნის ერთ-ერთი ეტაპისთვის, როგორც მანჰეტენის პროექტის ნაწილი. ფტორს იყენებდნენ ურანის ჰექსაფტორიდის (UF 6) საწარმოებლად, რომელიც თავის მხრივ გამოიყენებოდა ორი იზოტოპის 235 U და 238 U ერთმანეთისგან განცალკევებისთვის.დღეს ბირთვული ენერგიისთვის გამდიდრებული ურანის წარმოებისთვის საჭიროა აირისებრი UF6.

ფტორის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებები

პერიოდულ სისტემაში ელემენტი მდებარეობს მე-17 ჯგუფის (ყოფილი ჯგუფი 7A) ზედა ნაწილში, რომელსაც ჰალოგენი ეწოდება. სხვა ჰალოგენებს მიეკუთვნება ქლორი, ბრომი, იოდი და ატატინი. გარდა ამისა, F არის მეორე პერიოდში ჟანგბადსა და ნეონს შორის.

სუფთა ფტორი არის კოროზიული აირი (ქიმიური ფორმულა F 2) დამახასიათებელი მძაფრი სუნით, რომელიც გვხვდება მოცულობის ლიტრზე 20 ნლ კონცენტრაციით. როგორც ყველა ელემენტიდან ყველაზე რეაქტიული და ელექტროუარყოფითი, ის ადვილად ქმნის ნაერთებს მათ უმეტესობასთან. ფტორი ზედმეტად რეაქტიულია იმისთვის, რომ არსებობდეს მისი ელემენტარული ფორმით და აქვს ისეთი მიდრეკილება მასალების უმეტესობის, მათ შორის სილიკონის მიმართ, რომ მისი მომზადება ან შენახვა მინის კონტეინერებში შეუძლებელია. ნოტიო ჰაერში ის რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის არანაკლებ სახიფათო ჰიდროფთორმჟავას.

ფტორი, წყალბადთან ურთიერთქმედებით, ფეთქდება დაბალ ტემპერატურაზე და სიბნელეშიც კი. იგი ძალადობრივად რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის ჰიდროფთორმჟავას და ჟანგბადის გაზს. სხვადასხვა მასალა, მათ შორის წვრილად გაფანტული ლითონები და მინები, იწვის კაშკაშა ალით აირისებრი ფტორის ჭავლით. გარდა ამისა, ეს ქიმიური ელემენტი ქმნის ნაერთებს კეთილშობილ აირებთან კრიპტონთან, ქსენონთან და რადონთან. თუმცა, ის პირდაპირ არ რეაგირებს აზოტთან და ჟანგბადთან.

ფტორის ექსტრემალური აქტივობის მიუხედავად, ახლა უკვე ხელმისაწვდომი გახდა მისი უსაფრთხო დამუშავებისა და ტრანსპორტირების მეთოდები. ელემენტი შეიძლება ინახებოდეს ფოლადის ან მონელის (ნიკელით მდიდარი შენადნობის) კონტეინერებში, რადგან ამ მასალების ზედაპირზე წარმოიქმნება ფტორები, რაც ხელს უშლის შემდგომ რეაქციას.

ფტორი არის ნივთიერებები, რომლებშიც ფტორი იმყოფება უარყოფითად დამუხტული იონის სახით (F-) ზოგიერთ დადებითად დამუხტულ ელემენტებთან ერთად. ლითონებთან ფტორის ნაერთები ყველაზე სტაბილურ მარილებს შორისაა. წყალში გახსნისას ისინი იყოფა იონებად. ფტორის სხვა ფორმებია ისეთი კომპლექსები, როგორიცაა - და H 2 F + .

იზოტოპები

ამ ჰალოგენის მრავალი იზოტოპია, 14 F-დან 31 F-მდე. მაგრამ ფტორის იზოტოპური შემადგენლობა მოიცავს მხოლოდ ერთ მათგანს, 19 F, რომელიც შეიცავს 10 ნეიტრონს, რადგან ის ერთადერთია, რომელიც სტაბილურია. რადიოაქტიური იზოტოპი 18 F არის პოზიტრონების ღირებული წყარო.

ბიოლოგიური გავლენა

სხეულში ფტორი ძირითადად გვხვდება ძვლებში და კბილებში იონების სახით. სასმელი წყლის ფტორირება მილიონზე ერთ ნაწილზე ნაკლები კონცენტრაციით მნიშვნელოვნად ამცირებს კარიესის სიხშირეს - ნათქვამია აშშ-ს მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის ეროვნული კვლევის საბჭოს მიხედვით. მეორეს მხრივ, ფტორის გადაჭარბებულმა დაგროვებამ შეიძლება გამოიწვიოს ფლუოროზი, რომელიც გამოიხატება ჭრელი კბილებით. ეს ეფექტი ჩვეულებრივ შეინიშნება იმ ადგილებში, სადაც ამ ქიმიური ელემენტის შემცველობა სასმელ წყალში აღემატება 10 ppm კონცენტრაციას.

ელემენტარული ფტორი და ფტორის მარილები ტოქსიკურია და მათი მოპყრობა დიდი სიფრთხილით უნდა მოხდეს. ფრთხილად უნდა იქნას აცილებული კანთან ან თვალებთან კონტაქტი. კანთან რეაქცია წარმოიქმნება, რომელიც სწრაფად აღწევს ქსოვილებში და რეაგირებს ძვლებში არსებულ კალციუმთან, რაც მათ სამუდამოდ აზიანებს.

ფტორი გარემოში

მინერალური ფლუორიტის წლიური მსოფლიო წარმოება დაახლოებით 4 მილიონი ტონაა, ხოლო საძიებო საბადოების მთლიანი სიმძლავრე 120 მილიონი ტონაა, ამ მინერალის მოპოვების ძირითადი სფეროებია მექსიკა, ჩინეთი და დასავლეთ ევროპა.

ფტორი ბუნებრივად გვხვდება დედამიწის ქერქში, სადაც ის გვხვდება ქანებში, ნახშირსა და თიხაში. ფტორები ჰაერში გამოიყოფა ნიადაგის ქარის ეროზიით. ფტორი დედამიწის ქერქში მე-13 ყველაზე უხვი ქიმიური ელემენტია - მისი შემცველობა 950 ppm-ია. ნიადაგებში მისი საშუალო კონცენტრაციაა დაახლოებით 330 ppm. სამრეწველო წვის პროცესების შედეგად შესაძლებელია წყალბადის ფტორის გამოყოფა ჰაერში. ჰაერში მყოფი ფტორები საბოლოოდ იშლება მიწაზე ან წყალში. როდესაც ფტორი აყალიბებს კავშირს ძალიან მცირე ნაწილაკებთან, ის შეიძლება დარჩეს ჰაერში დიდი ხნის განმავლობაში.

ატმოსფეროში ამ ქიმიური ელემენტის 0,6 მილიარდი ნაწილი იმყოფება მარილის ნისლისა და ორგანული ქლორის ნაერთების სახით. ქალაქებში კონცენტრაცია მილიარდზე 50 ნაწილს აღწევს.

კავშირები

ფტორი არის ქიმიური ელემენტი, რომელიც ქმნის ორგანული და არაორგანული ნაერთების ფართო სპექტრს. ქიმიკოსებს შეუძლიათ წყალბადის ატომების შეცვლა, რითაც შექმნიან ბევრ ახალ ნივთიერებას. მაღალრეაქტიული ჰალოგენი აყალიბებს ნაერთებს კეთილშობილ გაზებთან. 1962 წელს ნილ ბარტლეტმა მოახდინა ქსენონის ჰექსაფტორპლატინატის (XePtF6) სინთეზირება. ასევე მიღებულია კრიპტონი და რადონის ფტორიდები. კიდევ ერთი ნაერთია არგონის ფტორჰიდრიდი, რომელიც სტაბილურია მხოლოდ უკიდურესად დაბალ ტემპერატურაზე.

სამრეწველო აპლიკაცია

ატომურ და მოლეკულურ მდგომარეობაში ფტორი გამოიყენება პლაზმური ატვირთვისთვის ნახევარგამტარების, ბრტყელი პანელის ეკრანებისა და მიკროელექტრომექანიკური სისტემების წარმოებაში. ჰიდროფთორმჟავა გამოიყენება ნათურებში და სხვა პროდუქტებში მინის ამოსაჭრელად.

მის ზოგიერთ ნაერთთან ერთად, ფტორი მნიშვნელოვანი კომპონენტია ფარმაცევტული, აგროქიმიკატების, საწვავის და საპოხი მასალების და ტექსტილის წარმოებაში. ქიმიური ელემენტი საჭიროა ჰალოგენირებული ალკანების (ჰალონების) წარმოებისთვის, რომლებიც, თავის მხრივ, ფართოდ გამოიყენებოდა კონდიცირებისა და სამაცივრო სისტემებში. მოგვიანებით, ქლოროფტორნახშირბადის ასეთი გამოყენება აიკრძალა, რადგან ისინი ხელს უწყობენ ატმოსფეროს ზედა ნაწილში ოზონის შრის განადგურებას.

გოგირდის ჰექსაფტორიდი არის უკიდურესად ინერტული, არატოქსიკური გაზი, რომელიც კლასიფიცირდება როგორც სათბურის გაზი. ფტორის გარეშე, დაბალი ხახუნის პლასტმასის წარმოება, როგორიცაა ტეფლონი, შეუძლებელია. ბევრი საანესთეზიო საშუალება (მაგ. სევოფლურანი, დესფლურანი და იზოფლურანი) არის CFC წარმოებულები. ნატრიუმის ჰექსაფტორალუმინატი (კრიოლიტი) გამოიყენება ალუმინის ელექტროლიზში.

ფტორის ნაერთები, მათ შორის NaF, გამოიყენება კბილის პასტებში კბილების გაფუჭების თავიდან ასაცილებლად. ეს ნივთიერებები ემატება მუნიციპალურ წყალმომარაგებას წყლის ფტორიდაციის უზრუნველსაყოფად, თუმცა პრაქტიკა საკამათოა ადამიანის ჯანმრთელობაზე ზემოქმედების გამო. უფრო მაღალ კონცენტრაციებში NaF გამოიყენება როგორც ინსექტიციდი, განსაკუთრებით ტარაკნების კონტროლისთვის.

წარსულში ფტორებს იყენებდნენ მადნების შესამცირებლად და მათი სითხის გასაზრდელად. ფტორი მნიშვნელოვანი კომპონენტია ურანის ჰექსაფტორიდის წარმოებაში, რომელიც გამოიყენება მისი იზოტოპების გამოსაყოფად. 18 F, რადიოაქტიური იზოტოპი 110 წუთის განმავლობაში, გამოყოფს პოზიტრონებს და ხშირად გამოიყენება სამედიცინო პოზიტრონის ემისიური ტომოგრაფიაში.

ფტორის ფიზიკური თვისებები

ქიმიური ელემენტის ძირითადი მახასიათებლები შემდეგია:

• ატომური მასა 18,9984032 გ/მოლი.
• ელექტრონული კონფიგურაცია 1s 2 2s 2 2p 5 .
• ჟანგვის მდგომარეობა არის -1.
• სიმკვრივე 1,7 გ/ლ.
• დნობის წერტილი 53,53 კ.
• დუღილის წერტილი 85,03 კ.
• თბოტევადობა 31,34 ჯ/(კ მოლი).

ორი ან მეტი ატომისგან წარმოქმნილ ქიმიურ ნაწილაკებს ე.წ მოლეკულები(რეალური თუ პირობითი ფორმულის ერთეულებიპოლიატომური ნივთიერებები). მოლეკულებში ატომები ქიმიურად არის დაკავშირებული.

ქიმიური ბმა არის მიზიდულობის ელექტრული ძალა, რომელიც ატარებს ნაწილაკებს ერთად. თითოეულ ქიმიურ ბმაში სტრუქტურული ფორმულებიჩანს ვალენტობის ხაზი,Მაგალითად:

H - H (ბმა წყალბადის ორ ატომს შორის);

H 3 N - H + (ბმა ამიაკის მოლეკულის აზოტის ატომსა და წყალბადის კატიონს შორის);

(K +) - (I -) (ბმა კალიუმის კატიონსა და იოდიდ იონს შორის).

ქიმიური ბმა იქმნება ელექტრონების წყვილით (), რომელიც რთული ნაწილაკების ელექტრონულ ფორმულებში (მოლეკულები, რთული იონები) ჩვეულებრივ იცვლება ვალენტობის ხაზით, განსხვავებით ატომების საკუთარი, გაუზიარებელი ელექტრონული წყვილებისგან, მაგალითად:

ქიმიურ ბმას ე.წ კოვალენტური,თუ იგი წარმოიქმნება ორივე ატომის მიერ ელექტრონის წყვილის სოციალიზაციის შედეგად.

F 2 მოლეკულაში ფტორის ორივე ატომს აქვს იგივე ელექტრონეგატიურობა, შესაბამისად, ელექტრონული წყვილის ფლობა მათთვის ერთნაირია. ასეთ ქიმიურ კავშირს ეწოდება არაპოლარული, რადგან ფტორის თითოეულ ატომს აქვს ელექტრონის სიმკვრივეიგივეში ელექტრონული ფორმულამოლეკულები პირობითად შეიძლება დაიყოს მათ შორის თანაბრად:

HCl-ის მოლეკულაში ქიმიური ბმა უკვე არის პოლარული,ვინაიდან ქლორის ატომზე (მეტი ელექტრონეგატიურობის მქონე ელემენტი) ელექტრონის სიმკვრივე გაცილებით მაღალია, ვიდრე წყალბადის ატომზე:

კოვალენტური ბმა, მაგალითად H - H, შეიძლება ჩამოყალიბდეს ორი ნეიტრალური ატომის ელექტრონების გაზიარებით:

H + H > H – H

ამ შემაკავშირებელ მექანიზმს ე.წ გაცვლაან ექვივალენტი.

სხვა მექანიზმის მიხედვით, იგივე კოვალენტური ბმა H - H წარმოიქმნება, როდესაც ჰიდრიდის იონის H ელექტრონული წყვილი სოციალიზდება წყალბადის კატიონით H +:

H + + (:H) - > H - H

H + კატიონი ამ შემთხვევაში ეწოდება მიმღებიდა ანიონი H - დონორიელექტრონული წყვილი. კოვალენტური ბმის წარმოქმნის მექანიზმი ამ შემთხვევაში იქნება დონორ-მიმღები,ან კოორდინირებას.

ერთჯერადი ბმები (H - H, F - F, H - CI, H - N) ეწოდება ა-ბმულები,ისინი განსაზღვრავენ მოლეკულების გეომეტრიულ ფორმას.

ორმაგი და სამმაგი ბმები () შეიცავს ერთ?-კომპონენტს და ერთ ან ორ?-კომპონენტს; ?-კომპონენტი, რომელიც არის მთავარი და პირობითად ჩამოყალიბებული პირველი, ყოველთვის უფრო ძლიერია?-კომპონენტებზე.

ქიმიური ბმის ფიზიკური (ფაქტობრივად გაზომვადი) მახასიათებლებია მისი ენერგია, სიგრძე და პოლარობა.

ქიმიური კავშირის ენერგია (ეგ.ვ) არის სითბო, რომელიც გამოიყოფა ამ ბმის წარმოქმნისას და იხარჯება მის გაწყვეტაზე. ერთი და იგივე ატომებისთვის, ერთი ბმა ყოველთვის არის უფრო სუსტივიდრე მრავალჯერადი (ორმაგი, სამმაგი).

ქიმიური კავშირის სიგრძე (ლს) - ბირთვთაშორისი მანძილი. ერთი და იგივე ატომებისთვის, ერთი ბმა ყოველთვის არის უფრო გრძელივიდრე მრავალჯერადი.

პოლარობაკომუნიკაცია იზომება ელექტრული დიპოლური მომენტი პ- რეალური ელექტრული მუხტის ნამრავლი (მოცემული ბმის ატომებზე) დიპოლის სიგრძით (ანუ ბმის სიგრძეზე). რაც უფრო დიდია დიპოლური მომენტი, მით უფრო მაღალია ბმის პოლარობა. კოვალენტურ კავშირში ატომებზე რეალური ელექტრული მუხტები ყოველთვის უფრო მცირეა, ვიდრე ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა, მაგრამ ისინი ემთხვევა ნიშნით; მაგალითად, H + I -Cl -I ბმისთვის, რეალური მუხტებია H +0 "17 -Cl -0" 17 (ბიპოლარული ნაწილაკი, ან დიპოლი).

მოლეკულების პოლარობაგანისაზღვრება მათი შემადგენლობითა და გეომეტრიული ფორმის მიხედვით.

არაპოლარული (p = O) იქნება:

ა) მოლეკულები მარტივინივთიერებები, ვინაიდან ისინი შეიცავს მხოლოდ არაპოლარულ კოვალენტურ ბმებს;

ბ) პოლიატომურიმოლეკულები კომპლექსინივთიერებები, თუ მათი გეომეტრიული ფორმა სიმეტრიული.

მაგალითად, CO 2, BF 3 და CH 4 მოლეკულებს აქვთ თანაბარი (სიგრძის) ბმის ვექტორების შემდეგი მიმართულებები:

ბმის ვექტორების დამატებისას მათი ჯამი ყოველთვის ქრება და მოლეკულები მთლიანობაში არაპოლარულია, თუმცა ისინი შეიცავს პოლარულ ბმებს.

პოლარული (გვ> O) იქნება:

ა) დიატომიურიმოლეკულები კომპლექსინივთიერებები, რადგან ისინი შეიცავს მხოლოდ პოლარულ ობლიგაციებს;

ბ) პოლიატომურიმოლეკულები კომპლექსინივთიერებები, თუ მათი სტრუქტურა ასიმეტრიულად,ანუ მათი გეომეტრიული ფორმა არის არასრული ან დამახინჯებული, რაც იწვევს მთლიანი ელექტრული დიპოლის გამოჩენას, მაგალითად, NH 3, H 2 O, HNO 3 და HCN მოლეკულებისთვის.

რთული იონები, როგორიცაა NH 4 + , SO 4 2- და NO 3 - , პრინციპში არ შეიძლება იყოს დიპოლები, ისინი ატარებენ მხოლოდ ერთ (დადებით ან უარყოფით) მუხტს.

იონური ბმაწარმოიქმნება კათიონებისა და ანიონების ელექტროსტატიკური მიზიდვის დროს, ელექტრონების წყვილის თითქმის არ სოციალიზაციის დროს, მაგალითად, K + და I - შორის. კალიუმის ატომს აქვს ელექტრონის სიმკვრივის ნაკლებობა, იოდის ატომს აქვს ჭარბი. ეს კავშირი განიხილება შემზღუდველიკოვალენტური ბმის შემთხვევაში, რადგან ელექტრონების წყვილი პრაქტიკულად ანიონის მფლობელობაშია. ასეთი კავშირი ყველაზე დამახასიათებელია ტიპიური ლითონებისა და არამეტალების (CsF, NaBr, CaO, K 2 S, Li 3 N) ნაერთებისთვის და მარილის კლასის ნივთიერებებისთვის (NaNO 3, K 2 SO 4, CaCO 3). ყველა ეს ნაერთი ოთახის პირობებში არის კრისტალური ნივთიერებები, რომლებიც გაერთიანებულია საერთო სახელწოდებით იონური კრისტალები(კათიონებისა და ანიონებისგან აგებული კრისტალები).

არსებობს სხვა ტიპის კავშირი ე.წ მეტალის ბმული,რომელშიც ვალენტური ელექტრონები იმდენად თავისუფლად არიან დაკავებული ლითონის ატომებით, რომ ისინი რეალურად არ მიეკუთვნებიან კონკრეტულ ატომებს.

ლითონების ატომები, რომლებიც დარჩნენ მათ აშკარად კუთვნილი გარე ელექტრონების გარეშე, ხდება, თითქოსდა, დადებითი იონები. ისინი ქმნიან ლითონის ბროლის გისოსი.სოციალიზებული ვალენტური ელექტრონების ნაკრები ( ელექტრონული გაზი)ინახავს ლითონის დადებით იონებს ერთად და კონკრეტულ გისოსებზე.

გარდა იონური და მეტალის კრისტალებისა, ასევე არსებობს ატომურიდა მოლეკულურიკრისტალური ნივთიერებები, რომელთა გისოსებზე, შესაბამისად, არის ატომები ან მოლეკულები. მაგალითები: ბრილიანტი და გრაფიტი - კრისტალები ატომური გისოსებით, იოდი I 2 და ნახშირორჟანგი CO 2 (მშრალი ყინული) - კრისტალები მოლეკულური ბადით.

ქიმიური ბმები არსებობს არა მხოლოდ ნივთიერებების მოლეკულების შიგნით, არამედ შეიძლება ჩამოყალიბდეს მოლეკულებს შორის, მაგალითად, თხევადი HF, წყლის H 2 O და H 2 O + NH 3 ნარევი:

წყალბადის ბმაწარმოიქმნება პოლარული მოლეკულების ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალების გამო, რომლებიც შეიცავს ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტების ატომებს - F, O, N. მაგალითად, წყალბადის ბმები არის HF, H 2 O და NH 3, მაგრამ ისინი არ არიან HCl, H. 2 S და PH 3.

წყალბადის ბმები არასტაბილურია და საკმაოდ ადვილად იშლება, მაგალითად, როდესაც ყინული დნება და წყალი ადუღდება. თუმცა, გარკვეული დამატებითი ენერგია იხარჯება ამ ობლიგაციების გაწყვეტაზე და, შესაბამისად, წყალბადის ბმების მქონე ნივთიერებების დნობის წერტილებზე (ცხრილი 5) და დუღილის წერტილებზე.

(მაგალითად, HF და H 2 O) მნიშვნელოვნად მაღალია, ვიდრე მსგავსი ნივთიერებებისთვის, მაგრამ წყალბადის ბმების გარეშე (მაგალითად, HCl და H 2 S, შესაბამისად).

ბევრი ორგანული ნაერთი ასევე ქმნის წყალბადურ კავშირებს; წყალბადის ბმა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბიოლოგიურ პროცესებში.

ნაწილი A დავალებების მაგალითები

1. ნივთიერებები მხოლოდ კოვალენტური ბმებით არიან

1) SiH 4, Cl 2 O, CaBr 2

2) NF 3, NH 4 Cl, P 2 O 5

3) CH4, HNO3, Na(CH3O)

4) CCl 2 O, I 2, N 2 O

2–4. კოვალენტური ბმა

2. მარტოხელა

3. ორმაგი

4. სამმაგი

მატერიაში იმყოფება

5. მოლეკულებში მრავალი ბმაა

6. ნაწილაკები რადიკალებს უწოდებენ

7. ერთ-ერთი ბმა წარმოიქმნება დონორ-მიმღები მექანიზმით იონების სიმრავლეში

1) SO 4 2-, NH 4 +

2) H 3 O +, NH 4 +

3) PO 4 3-, NO 3 -

4) PH 4 +, SO 3 2-

8. ყველაზე გამძლედა მოკლებმა - მოლეკულაში

9. ნივთიერებები მხოლოდ იონური ბმებით - ნაკრებში

2) NH 4 Cl, SiCl 4

10–13. მატერიის ბროლის ბადე

13. Va (OH) 2

1) ლითონი

დავალება ნომერი 1

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ ორი ნაერთი, რომლებშიც არის იონური ქიმიური ბმა.

• 1. Ca(ClO 2) 2
• 2. HClO 3
• 3.NH4Cl
• 4. HClO 4
• 5.Cl2O7

პასუხი: 13

უმეტეს შემთხვევაში, იონური ტიპის ბმის არსებობა ნაერთში შეიძლება განისაზღვროს იმით, რომ მისი სტრუქტურული ერთეულები ერთდროულად მოიცავს ტიპიური ლითონისა და არამეტალის ატომებს.

ამის საფუძველზე დავადგინეთ, რომ არსებობს იონური ბმა ნაერთში ნომერი 1 - Ca(ClO 2) 2, რადგან მის ფორმულაში ჩანს ტიპიური კალციუმის ლითონის ატომები და არამეტალების ატომები - ჟანგბადი და ქლორი.

თუმცა, ამ სიაში აღარ არის ნაერთები, რომლებიც შეიცავს როგორც მეტალის, ასევე არამეტალის ატომებს.

დავალებაში მითითებულ ნაერთებს შორის არის ამონიუმის ქლორიდი, რომელშიც რეალიზებულია იონური ბმა ამონიუმის კატიონს NH 4 + და ქლორიდის იონს Cl− შორის.

დავალება ნომერი 2

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ ორი ნაერთი, რომლებშიც ქიმიური ბმის ტიპი იგივეა, რაც ფტორის მოლეკულაში.

1) ჟანგბადი

2) აზოტის ოქსიდი (II)

3) წყალბადის ბრომიდი

4) ნატრიუმის იოდიდი

ჩაწერეთ არჩეული კავშირების ნომრები პასუხის ველში.

პასუხი: 15

ფტორის მოლეკულა (F 2) შედგება ერთი არამეტალის ქიმიური ელემენტის ორი ატომისგან, ამიტომ ამ მოლეკულაში ქიმიური ბმა არის კოვალენტური არაპოლარული.

კოვალენტური არაპოლარული ბმა შეიძლება განხორციელდეს მხოლოდ არამეტალის ერთი და იგივე ქიმიური ელემენტის ატომებს შორის.

შემოთავაზებული ვარიანტებიდან მხოლოდ ჟანგბადს და ალმასს აქვს კოვალენტური არაპოლარული ტიპის ბმა. ჟანგბადის მოლეკულა არის დიატომური, შედგება არამეტალის ერთი ქიმიური ელემენტის ატომებისგან. ალმასს აქვს ატომური სტრუქტურა და მის სტრუქტურაში ნახშირბადის თითოეული ატომი, რომელიც არალითონია, დაკავშირებულია 4 სხვა ნახშირბადის ატომთან.

აზოტის ოქსიდი (II) არის ნივთიერება, რომელიც შედგება მოლეკულებისგან, რომლებიც წარმოიქმნება ორი განსხვავებული არამეტალის ატომებით. ვინაიდან სხვადასხვა ატომების ელექტრონეგატიურობა ყოველთვის განსხვავებულია, მოლეკულაში საერთო ელექტრონული წყვილი გადადის უფრო ელექტროუარყოფითი ელემენტისკენ, ამ შემთხვევაში ჟანგბადისკენ. ამრიგად, ბმა NO მოლეკულაში არის კოვალენტური პოლარული.

წყალბადის ბრომიდი ასევე შედგება დიატომური მოლეკულებისგან, რომლებიც შედგება წყალბადისა და ბრომის ატომებისგან. საერთო ელექტრონული წყვილი, რომელიც ქმნის H-Br კავშირს, გადადის უფრო ელექტროუარყოფით ბრომის ატომში. ქიმიური ბმა HBr მოლეკულაში ასევე კოვალენტური პოლარულია.

ნატრიუმის იოდიდი არის იონური ნივთიერება, რომელიც წარმოიქმნება ლითონის კატიონისა და იოდიდის ანიონის მიერ. ბმა NaI მოლეკულაში წარმოიქმნება ელექტრონის 3-დან გადაცემის გამო ს-ნატრიუმის ატომის ორბიტალები (ნატრიუმის ატომი იქცევა კატიონად) არასაკმარისად შევსებულ 5-მდე გვ-იოდის ატომის ორბიტალი (იოდის ატომი იქცევა ანიონად). ასეთ ქიმიურ კავშირს იონური ეწოდება.

დავალება ნომერი 3

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ ორი ნივთიერება, რომელთა მოლეკულებს შორის წარმოიქმნება წყალბადის ბმები.

• 1. C 2 H 6
• 2.C2H5OH
• 3.H2O
• 4. CH 3 OCH 3
• 5. CH 3 COCH 3

ჩაწერეთ არჩეული კავშირების ნომრები პასუხის ველში.

პასუხი: 23

ახსნა:

წყალბადის ბმები ხდება მოლეკულური სტრუქტურის ნივთიერებებში, რომლებშიც არის კოვალენტური ბმები H-O, H-N, H-F. იმათ. წყალბადის ატომის კოვალენტური ბმები სამი ქიმიური ელემენტის ატომებთან ყველაზე მაღალი ელექტრონეგატიურობით.

ამრიგად, ცხადია, მოლეკულებს შორის არის წყალბადის ბმები:

2) ალკოჰოლი

3) ფენოლები

4) კარბოქსილის მჟავები

5) ამიაკი

6) პირველადი და მეორადი ამინები

7) ჰიდროფთორმჟავა

დავალება ნომერი 4

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ ორი ნაერთი იონური ქიმიური ბმის მქონე.

• 1. PCl 3
• 2.CO2
• 3.NaCl
• 4. H 2 S
• 5. MgO

ჩაწერეთ არჩეული კავშირების ნომრები პასუხის ველში.

პასუხი: 35

ახსნა:

შემთხვევების აბსოლუტურ უმრავლესობაში შეიძლება დავასკვნათ, რომ ნაერთში არსებობს ბმის იონური ტიპი იმით, რომ ნივთიერების სტრუქტურული ერთეულების შემადგენლობა ერთდროულად მოიცავს ტიპიური ლითონისა და არამეტალის ატომებს.

ამის საფუძველზე, ჩვენ დავადგინეთ, რომ არსებობს იონური ბმა ნაერთების ნომერი 3 (NaCl) და 5 (MgO).

Შენიშვნა*

ზემოაღნიშნული მახასიათებლის გარდა, იონური ბმის არსებობა ნაერთში შეიძლება ითქვას, თუ მისი სტრუქტურული ერთეული შეიცავს ამონიუმის კატიონს (NH 4 +) ან მის ორგანულ ანალოგებს - ალკილამონიუმი RNH 3 +, დიალკილამონიუმი R 2 NH 2 +, ტრიალკილამონიუმის R 3 NH კათიონები + ან ტეტრაალკილამონიუმის R 4 N + , სადაც R არის ნახშირწყალბადის ზოგიერთი რადიკალი. მაგალითად, ბმის იონური ტიპი ხდება ნაერთში (CH 3) 4 NCl კატიონს (CH 3) 4 + და ქლორიდ იონს Cl - შორის.

დავალება ნომერი 5

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ ერთი და იგივე ტიპის სტრუქტურის ორი ნივთიერება.

4) სუფრის მარილი

ჩაწერეთ არჩეული კავშირების ნომრები პასუხის ველში.

პასუხი: 23

დავალება ნომერი 8

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ არამოლეკულური სტრუქტურის ორი ნივთიერება.

2) ჟანგბადი

3) თეთრი ფოსფორი

5) სილიციუმი

ჩაწერეთ არჩეული კავშირების ნომრები პასუხის ველში.

პასუხი: 45

დავალება ნომერი 11

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ ორი ნივთიერება, რომელთა მოლეკულებში არის ორმაგი ბმა ნახშირბადისა და ჟანგბადის ატომებს შორის.

3) ფორმალდეჰიდი

4) ძმარმჟავა

5) გლიცერინი

ჩაწერეთ არჩეული კავშირების ნომრები პასუხის ველში.

პასუხი: 34

დავალება ნომერი 14

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ იონური ბმის მქონე ორი ნივთიერება.

1) ჟანგბადი

3) ნახშირბადის მონოქსიდი (IV)

4) ნატრიუმის ქლორიდი

5) კალციუმის ოქსიდი

ჩაწერეთ არჩეული კავშირების ნომრები პასუხის ველში.

პასუხი: 45

დავალება ნომერი 15

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ ორი ნივთიერება იმავე ტიპის ბროლის ბადით, როგორც ბრილიანტი.

1) სილიციუმის დიოქსიდი SiO 2

2) ნატრიუმის ოქსიდი Na 2 O

3) ნახშირბადის მონოქსიდი CO

4) თეთრი ფოსფორი P4

5) სილიკონი Si

ჩაწერეთ არჩეული კავშირების ნომრები პასუხის ველში.

პასუხი: 15

დავალება ნომერი 20

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ ორი ნივთიერება, რომელთა მოლეკულებში არის ერთი სამმაგი ბმა.

• 1. HCOOH
• 2.HCOH
• 3. C 2 H 4
• 4. N 2
• 5.C2H2

ჩაწერეთ არჩეული კავშირების ნომრები პასუხის ველში.

პასუხი: 45

ახსნა:

სწორი პასუხის საპოვნელად გამოვიტანოთ ნაერთების სტრუქტურული ფორმულები წარმოდგენილი სიიდან:

ამრიგად, ჩვენ ვხედავთ, რომ სამმაგი ბმა არსებობს აზოტისა და აცეტილენის მოლეკულებში. იმათ. სწორი პასუხები 45

დავალება ნომერი 21

შემოთავაზებული სიიდან აირჩიეთ ორი ნივთიერება, რომელთა მოლეკულებში არის კოვალენტური არაპოლარული ბმა.

ქიმიური მომზადება ZNO და DPA-სთვის
ყოვლისმომცველი გამოცემა

ნაწილი და

ზოგადი ქიმია

ელემენტების ქიმია

ჰალოგენები

მარტივი ნივთიერებები

ფტორის ქიმიური თვისებები

ფტორი ბუნებაში ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტია. უშუალოდ ის არ რეაგირებს მხოლოდ ჰელიუმთან, ნეონთან და არგონთან.

მეტალებთან რეაქციის დროს წარმოიქმნება ფტორიდები, იონური ტიპის ნაერთები:

ფტორი ენერგიულად რეაგირებს ბევრ არამეტალთან, თუნდაც ზოგიერთ ინერტულ აირთან:

ქლორის ქიმიური თვისებები. ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან

ქლორი უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტია, ვიდრე ბრომი ან იოდი, ამიტომ ქლორი აშორებს მძიმე ჰალოგენებს მათი მარილებიდან:

წყალში დაშლისას ქლორი ნაწილობრივ რეაგირებს მასთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ორი მჟავა: ქლორიდი და ჰიპოქლორიტი. ამ შემთხვევაში ქლორის ერთი ატომი ზრდის ჟანგვის ხარისხს, ხოლო მეორე ატომი ამცირებს მას. ასეთ რეაქციებს დისპროპორციულ რეაქციებს უწოდებენ. დისპროპორციული რეაქციები არის თვითგანკურნება-თვითჟანგვის რეაქციები, ე.ი. რეაქციები, რომლებშიც ერთი ელემენტი ავლენს როგორც ოქსიდის, ასევე აღმდგენი აგენტის თვისებებს. არაპროპორციულობით, ერთდროულად წარმოიქმნება ნაერთები, რომლებშიც ელემენტი პრიმიტიულთან შედარებით უფრო დაჟანგულ და შემცირებულ მდგომარეობაშია. ქლორის ატომის დაჟანგვის მდგომარეობა ჰიპოქლორიტის მჟავას მოლეკულაში არის +1:

ქლორის ურთიერთქმედება ტუტე ხსნარებთან ანალოგიურად მიმდინარეობს. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ორი მარილი: ქლორიდი და ჰიპოქლორიტი.

ქლორი ურთიერთქმედებს სხვადასხვა ოქსიდებთან:

ქლორი აჟანგებს ზოგიერთ მარილს, რომლებშიც ლითონი არ არის მაქსიმალურ დაჟანგვის მდგომარეობაში:

მოლეკულური ქლორი რეაგირებს ბევრ ორგანულ ნაერთთან. ფერუმ(III) ქლორიდის, როგორც კატალიზატორის თანდასწრებით, ქლორი რეაგირებს ბენზოლთან და წარმოქმნის ქლორბენზოლს, ხოლო სინათლით დასხივებისას იგივე რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება ჰექსაქლოროციკლოჰექსანი:

ბრომისა და იოდის ქიმიური თვისებები

ორივე ნივთიერება რეაგირებს წყალბადთან, ფტორთან და ტუტეებთან:

იოდი იჟანგება სხვადასხვა ძლიერი ჟანგვითი აგენტებით:

მარტივი ნივთიერებების მოპოვების მეთოდები

ფტორის მოპოვება

ვინაიდან ფტორი არის უძლიერესი ქიმიური ოქსიდი, შეუძლებელია მისი გამოყოფა ქიმიური რეაქციებით ნაერთებისგან თავისუფალი ფორმით და, შესაბამისად, ფტორი მოიპოვება ფიზიკურ-ქიმიური მეთოდით - ელექტროლიზით.

ფტორის მოსაპოვებლად გამოიყენება კალიუმის ფტორიდის დნობა და ნიკელის ელექტროდები. ნიკელი გამოიყენება იმის გამო, რომ ლითონის ზედაპირი პასივირებულია ფტორით უხსნად წარმოქმნის გამო. NiF2, ამრიგად, თავად ელექტროდები არ ნადგურდებიან მათზე გამოთავისუფლებული ნივთიერების მოქმედებით:

ქლორის მოპოვება

ქლორი კომერციულად იწარმოება ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის ელექტროლიზით. ამ პროცესის შედეგად, ნატრიუმის ჰიდროქსიდი ასევე გამოიყოფა:

მცირე რაოდენობით, ქლორი მიიღება წყალბადის ქლორიდის ხსნარის დაჟანგვით სხვადასხვა მეთოდით:

ქლორი ქიმიური მრეწველობის ძალიან მნიშვნელოვანი პროდუქტია.

მისი მსოფლიო წარმოება მილიონობით ტონაა.

ბრომისა და იოდის მოპოვება

სამრეწველო გამოყენებისთვის ბრომი და იოდი მიიღება შესაბამისად ბრომიდების და იოდიდების დაჟანგვიდან. დაჟანგვისთვის ყველაზე ხშირად გამოიყენება მოლეკულური ქლორი, კონცენტრირებული სულფატის მჟავა ან მანგანუმის დიოქსიდი:

ჰალოგენების გამოყენება

ფტორი და მისი ზოგიერთი ნაერთი გამოიყენება რაკეტის საწვავის ჟანგვის აგენტად. დიდი რაოდენობით ფტორი გამოიყენება სხვადასხვა გამაგრილებლის (ფრეონების) და ზოგიერთი პოლიმერის წარმოებისთვის, რომლებიც ხასიათდება ქიმიური და თერმული წინააღმდეგობით (ტეფლონი და სხვა). ფტორი გამოიყენება ბირთვულ ტექნოლოგიაში ურანის იზოტოპების გამოსაყოფად.

ქლორის უმეტესი ნაწილი გამოიყენება მარილმჟავას წარმოებისთვის და ასევე, როგორც ჟანგვის აგენტი სხვა ჰალოგენების მოპოვებისთვის. ინდუსტრიაში მას იყენებენ ქსოვილებისა და ქაღალდის გასათეთრებლად. უფრო დიდი რაოდენობით, ვიდრე ფტორს, იგი გამოიყენება პოლიმერების (PVC და სხვა) და მაცივრების წარმოებისთვის. ქლორი გამოიყენება სასმელი წყლის დეზინფექციისთვის. ასევე საჭიროა ზოგიერთი გამხსნელის ამოღება, როგორიცაა ქლოროფორმი, მეთილენქლორიდი, ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი. და ის ასევე გამოიყენება მრავალი ნივთიერების წარმოებისთვის, როგორიცაა კალიუმის ქლორატი (ბერტოლეს მარილი), მათეთრებელი და ქლორის ატომების შემცველი მრავალი სხვა ნაერთი.

ბრომი და იოდი არ გამოიყენება ინდუსტრიაში იმავე მასშტაბით, როგორც ქლორი ან ფტორი, მაგრამ ამ ნივთიერებების გამოყენება ყოველწლიურად იზრდება. ბრომი გამოიყენება სხვადასხვა სედატიური მედიკამენტების წარმოებაში. იოდი გამოიყენება ანტისეპტიკური პრეპარატების წარმოებაში. ბრომისა და იოდის ნაერთები ფართოდ გამოიყენება ნივთიერებების რაოდენობრივ ანალიზში. იოდის დახმარებით ხდება ზოგიერთი ლითონის გაწმენდა (ამ პროცესს იოდის გადამუშავება ჰქვია), როგორიცაა ტიტანი, ვანადიუმი და სხვა.

სამუშაომ შეარჩია ამოცანები ქიმიურ ბმებზე.

პუგაჩოვა ელენა ვლადიმეროვნა

განვითარების აღწერა

6. კოვალენტური არაპოლარული ბმა დამახასიათებელია

1) Cl 2 2) SO3 3) CO 4) SiO 2

1) NH 3 2) Cu 3) H 2 S 4) I 2

3) იონური 4) მეტალიკი

15. სამი საერთო ელექტრონული წყვილი ქმნის კოვალენტურ კავშირს მოლეკულაში

16. წყალბადის ბმები წარმოიქმნება მოლეკულებს შორის

1) HI 2) HCl 3) HF 4) HBr

1) წყალი და ბრილიანტი 2) წყალბადი და ქლორი 3) სპილენძი და აზოტი 4) ბრომი და მეთანი

19. წყალბადის ბმა არა ტიპიურინივთიერებისთვის

1) ფტორი 2) ქლორი 3) ბრომი 4) იოდი

1) CF 4 2) CCl 4 3) CBr 4 4) CI 4

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

32. პერიოდული სისტემის მეორე პერიოდის ქიმიური ელემენტების ატომები დ.ი. მენდელეევი აყალიბებს ნაერთებს შემადგენლობის იონური ქიმიური ბმის მქონე 1) LiF 2) CO 2 3) Al 2 O 3 4) BaS

1) იონური 2) მეტალიკი

43. იონური ბმა წარმოიქმნება 1) H და S 2) P და C1 3) Cs და Br 4) Si და F

ურთიერთობისას

1) იონური 2) მეტალიკი

1) იონური 2) მეტალიკი

ნივთიერების დასახელება კავშირის ტიპი

1) თუთია ა) იონური

2) აზოტი ბ) ლითონი

62. მატჩი

საკომუნიკაციო კავშირის ტიპი

1) იონური ა) H2

2) ლითონი ბ) ვა

3) კოვალენტური პოლარული ბ) HF

66. უძლიერესი ქიმიური ბმა ხდება მოლეკულაში 1) F 2 2) Cl 2 3) O 2 4) N 2

67. ბმის სიძლიერე იზრდება სერიაში 1) Cl 2 -O 2 -N 2 2) O 2 - N 2- Cl 2 3) O 2 -Cl 2 -N 2 4) Cl 2 -N 2 -O 2

68. მიუთითეთ რიგი, რომელიც ხასიათდება ქიმიური ბმის სიგრძის ზრდით

1) O 2, N 2, F 2, Cl 2 2) N 2, O 2, F 2, Cl 2 3) F 2, N 2, O 2, Cl 2 4) N 2, O 2, Cl 2, F2

გავაანალიზოთ 2016 წლის USE ვარიანტებიდან No3 ამოცანები.

ამოცანები გადაწყვეტილებებით.

დავალება ნომერი 1.

კოვალენტური არაპოლარული ბმის მქონე ნაერთები განლაგებულია სერიებში:

1. O2, Cl2, H2

2. HCl, N2, F2

3. O3, P4, H2O

4.NH3, S8, NaF

ახსნა:ჩვენ უნდა ვიპოვოთ ისეთი სერია, რომელშიც იქნება მხოლოდ მარტივი ნივთიერებები, ვინაიდან კოვალენტური არაპოლარული ბმა იქმნება მხოლოდ იმავე ელემენტის ატომებს შორის. სწორი პასუხია 1.

დავალება ნომერი 2.

კოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნივთიერებები ჩამოთვლილია სერიებში:

1. CaF2, Na2S, N2

2. P4, FeCl2, NH3

3. SiF4, HF, H2S

4. NaCl, Li2O, SO2

ახსნა:აქ თქვენ უნდა იპოვოთ სერია, რომელშიც მხოლოდ რთული ნივთიერებები და, უფრო მეტიც, ყველა არალითონი. სწორი პასუხია 3.

დავალება ნომერი 3.

წყალბადის ბმა დამახასიათებელია

1. ალკანები 2. არენები 3. ალკოჰოლები 4. ალკინები

ახსნა:წყალბადის ბმა იქმნება წყალბადის იონსა და ელექტროუარყოფით იონს შორის. ასეთი ნაკრები, ჩამოთვლილთა შორის, მხოლოდ ალკოჰოლებისთვისაა.

სწორი პასუხია 3.

დავალება ნომერი 4.

ქიმიური კავშირი წყლის მოლეკულებს შორის

1. წყალბადი

2. იონური

3. კოვალენტური პოლარული

4. კოვალენტური არაპოლარული

ახსნა:წყალში O და H ატომებს შორის წარმოიქმნება კოვალენტური პოლარული ბმა, რადგან ეს ორი არალითონია, მაგრამ წყალბადის ბმა იქმნება წყლის მოლეკულებს შორის. სწორი პასუხია 1.

დავალება ნომერი 5.

მხოლოდ კოვალენტურ ბმას აქვს ორი ნივთიერებიდან:

1. CaO და C3H6

2. NaNO3 და CO

3. N2 და K2S

4.CH4 და SiO2

ახსნა:ნაერთები უნდა შედგებოდეს მხოლოდ არალითონებისგან, ე.ი. სწორი პასუხია 4.

დავალება ნომერი 6.

კოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნივთიერება არის

1. O3 2. NaBr 3. NH3 4. MgCl2

ახსნა:პოლარული კოვალენტური ბმა იქმნება სხვადასხვა არამეტალის ატომებს შორის. სწორი პასუხია 3.

დავალება ნომერი 7.

არაპოლარული კოვალენტური ბმა დამახასიათებელია ორი ნივთიერებიდან:

1. წყალი და ბრილიანტი

2. წყალბადი და ქლორი

3. სპილენძი და აზოტი

4. ბრომი და მეთანი

ახსნა:არაპოლარული კოვალენტური ბმა დამახასიათებელია ერთი და იგივე არალითონის ელემენტის ატომების შეერთებისთვის. სწორი პასუხია 2.

დავალება ნომერი 8.

რა ქიმიური ბმა იქმნება 9 და 19 სერიული ნომრების მქონე ელემენტების ატომებს შორის?

1. იონური

2. ლითონი

3. კოვალენტური პოლარული

4. კოვალენტური არაპოლარული

ახსნა:ეს არის ელემენტები - ფტორი და კალიუმი, ანუ არალითონი და ლითონი, შესაბამისად, მხოლოდ იონური ბმა შეიძლება ჩამოყალიბდეს ასეთ ელემენტებს შორის. სწორი პასუხია 1.

დავალება ნომერი 9.

იონური ბმის ტიპის ნივთიერება შეესაბამება ფორმულას

1. NH3 2. HBr 3. CCl4 4. KCl

ახსნა:იონური ბმა იქმნება ლითონის ატომსა და არამეტალის ატომს შორის, ანუ სწორი პასუხია 4.

დავალება ნომერი 10.

იგივე ტიპის ქიმიურ ბმას აქვს წყალბადის ქლორიდი და

1. ამიაკი

2. ბრომი

3. ნატრიუმის ქლორიდი

4. მაგნიუმის ოქსიდი

ახსნა:წყალბადის ქლორიდს აქვს კოვალენტური პოლარული ბმა, ანუ ჩვენ უნდა ვიპოვოთ ნივთიერება, რომელიც შედგება ორი განსხვავებული არალითონისგან - ეს არის ამიაკი.

სწორი პასუხია 1.

ამოცანები დამოუკიდებელი გადაწყვეტილების მისაღებად.

1. წყალბადის ბმები წარმოიქმნება მოლეკულებს შორის

1. ჰიდროფთორმჟავა

2. ქლორომეთანი

3. დიმეთილის ეთერი

4. ეთილენი

2. კოვალენტური ბმის მქონე ნაერთი შეესაბამება ფორმულას

1. Na2O 2. MgCl2 3. CaBr2 4. HF

3. კოვალენტური არაპოლარული ბმის მქონე ნივთიერებას აქვს ფორმულა

1. H2O 2. Br2 3. CH4 4. N2O5

4. იონური ბმის მქონე ნივთიერება არის

1. CaF2 2. Cl2 3. NH3 4. SO2

5. წყალბადის ბმები წარმოიქმნება მოლეკულებს შორის

1. მეთანოლი

3. აცეტილენი

4. მეთილის ფორმატი

6. კოვალენტური არაპოლარული ბმა დამახასიათებელია თითოეული ორი ნივთიერებისთვის:

1. აზოტი და ოზონი

2. წყალი და ამიაკი

3. სპილენძი და აზოტი

4. ბრომი და მეთანი

7. ნივთიერებისთვის დამახასიათებელია კოვალენტური პოლარული ბმა

1. KI 2. CaO 3. Na2S 4. CH4

8. კოვალენტური არაპოლარული ბმა დამახასიათებელია

1. I2 2. NO 3. CO 4. SiO2

9. კოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნივთიერება არის

1. Cl2 2. NaBr 3. H2S 4. MgCl2

10. კოვალენტური არაპოლარული ბმა დამახასიათებელია თითოეული ორი ნივთიერებისთვის:

1. წყალბადი და ქლორი

2. წყალი და ბრილიანტი

3. სპილენძი და აზოტი

4. ბრომი და მეთანი

ამ ჩანაწერში გამოყენებული იყო დავალებები 2016 წლის USE კოლექციიდან, რედაქტირებული A.A. კავერინა.

A4 ქიმიური ბმა.

ქიმიური ბმა: კოვალენტური (პოლარული და არაპოლარული), იონური, მეტალის, წყალბადის. კოვალენტური ბმის წარმოქმნის მეთოდები. კოვალენტური ბმის მახასიათებლები: ბმის სიგრძე და ენერგია. იონური ბმის ფორმირება.

ვარიანტი 1 - 1,5,9,13,17,21,25,29,33,37,41,45,49,53,57,61,65

ვარიანტი 2 - 2,6,10,14,18,22,26,30,34,38,42,46,50,54,58,62,66

ვარიანტი 3 - 3,7,11,15,19,23,27,31,35,39,43,47,51,55,59,63,67

ვარიანტი 4 - 4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,44,48,52,56,60,64,68

1. ამიაკის და ბარიუმის ქლორიდში, შესაბამისად, ქიმიური ბმა

1) იონური და კოვალენტური პოლარული

2) კოვალენტური პოლარული და იონური

3) კოვალენტური არაპოლარული და მეტალის

4) კოვალენტური არაპოლარული და იონური

2. ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ მხოლოდ იონური ბმები, ჩამოთვლილია სერიაში:

1) F 2, CCl 4, KCl 2) NaBr, Na 2 O, KI 3) SO 2 .P 4 .CaF 2 4) H 2 S, Br 2, K 2 S

3. ურთიერთქმედებით წარმოიქმნება იონური ბმის მქონე ნაერთი

1) CH 4 და O 2 2) SO 3 და H 2 O 3) C 2 H 6 და HNO 3 4) NH 3 და HCI

4. რა სერიებშია ყველა ნივთიერებას კოვალენტური პოლარული ბმა?

1) HCl, NaCl, Cl 2 2) O 2, H 2 O, CO 2 3) H 2 O, NH 3, CH 4 4) NaBr, HBr, CO

5. რომელ მწკრივში იწერება ნივთიერებების ფორმულები მხოლოდ კოვალენტური პოლარული ბმით?

1) Cl 2, NO 2, HCl 2) HBr, NO, Br 2 3) H 2 S, H 2 O, Se 4) HI, H 2 O, PH 3

6. კოვალენტური არაპოლარული ბმა დამახასიათებელია

1) Cl 2 2) SO3 3) CO 4) SiO 2

7. კოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნივთიერება არის

1) C1 2 2) NaBr 3) H 2 S 4) MgCl 2

8. კოვალენტური ბმის მქონე ნივთიერება არის

1) CaCl 2 2) MgS 3) H 2 S 4) NaBr

9. კოვალენტური არაპოლარული ბმის მქონე ნივთიერებას აქვს ფორმულა

1) NH 3 2) Cu 3) H 2 S 4) I 2

10. არაპოლარული კოვალენტური ბმის მქონე ნივთიერებებია

11. ერთი და იგივე ელექტრონეგატიურობის მქონე ატომებს შორის წარმოიქმნება ქიმიური ბმა

1) იონური 2) კოვალენტური პოლარული 3) კოვალენტური არაპოლარული 4) წყალბადი

12. კოვალენტური პოლარული ბმა დამახასიათებელია

1) KCl 2) HBr 3) P 4 4) CaCl 2

13. ქიმიური ელემენტი, რომლის ატომშიც ელექტრონები ნაწილდება ფენებზე შემდეგნაირად: 2, 8, 8, 2 აყალიბებს ქიმიურ კავშირს წყალბადთან.

1) კოვალენტური პოლარული 2) კოვალენტური არაპოლარული

3) იონური 4) მეტალიკი

14. რომელი ნივთიერების მოლეკულაშია ნახშირბადის ატომებს შორის კავშირის სიგრძე ყველაზე გრძელი?

1) აცეტილენი 2) ეთანი 3) ეთენი 4) ბენზოლი

15. სამი საერთო ელექტრონული წყვილი ქმნის კოვალენტურ კავშირს მოლეკულაში

1) აზოტი 2) წყალბადის სულფიდი 3) მეთანი 4) ქლორი

16. წყალბადის ბმები წარმოიქმნება მოლეკულებს შორის

1) დიმეთილის ეთერი 2) მეთანოლი 3) ეთილენი 4) ეთილის აცეტატი

17. ბმის პოლარობა ყველაზე მეტად გამოხატულია მოლეკულაში

1) HI 2) HCl 3) HF 4) HBr

18. არაპოლარული კოვალენტური ბმის მქონე ნივთიერებებია

1) წყალი და ბრილიანტი 2) წყალბადი და ქლორი 3) სპილენძი და აზოტი 4) ბრომი და მეთანი

19. წყალბადის ბმა არა ტიპიურინივთიერებისთვის

1) H 2 O 2) CH 4 3) NH 3 4) CH3OH

20. კოვალენტური პოლარული ბმა დამახასიათებელია იმ ორი ნივთიერებიდან, რომელთა ფორმულებიც

1) KI და H 2 O 2) CO 2 და K 2 O 3) H 2 S და Na 2 S 4) CS 2 და PC1 5

21. ყველაზე ნაკლებად ძლიერი ქიმიური ბმა მოლეკულაში

22. რომელი ნივთიერების მოლეკულაშია ქიმიური ბმის სიგრძე ყველაზე გრძელი?

1) ფტორი 2) ქლორი 3) ბრომი 4) იოდი

23. სერიაში მითითებულ თითოეულ ნივთიერებას აქვს კოვალენტური ბმები:

1) C 4 H 10, NO 2, NaCl 2) CO, CuO, CH 3 Cl 3) BaS, C 6 H 6, H 2 4) C 6 H 5 NO 2, F 2, CCl 4

24. სერიაში მითითებულ თითოეულ ნივთიერებას აქვს კოვალენტური ბმა:

1) CaO, C 3 H 6, S 8 2) Fe, NaNO 3, CO 3) N 2, CuCO 3, K 2 S 4) C 6 H 5 N0 2, SO 2, CHC1 3

25. სერიაში მითითებულ თითოეულ ნივთიერებას აქვს კოვალენტური ბმა:

1) C 3 H 4, NO, Na 2 O 2) CO, CH 3 C1, PBr 3 3) P 2 Oz, NaHSO 4, Cu 4) C 6 H 5 NO 2, NaF, CCl 4

26. სერიაში მითითებულ თითოეულ ნივთიერებას აქვს კოვალენტური ბმები:

1) C 3 H a, NO 2, NaF 2) KCl, CH 3 Cl, C 6 H 12 0 6 3) P 2 O 5, NaHSO 4, Ba 4) C 2 H 5 NH 2, P 4, CH 3 ოჰ

27. ბმის პოლარობა ყველაზე მეტად გამოხატულია მოლეკულებში

1) წყალბადის სულფიდი 2) ქლორი 3) ფოსფინი 4) წყალბადის ქლორიდი

28. რომელი ნივთიერების მოლეკულაშია ყველაზე ძლიერი ქიმიური ბმები?

1) CF 4 2) CCl 4 3) CBr 4 4) CI 4

29. ნივთიერებებს შორის NH 4 Cl, CsCl, NaNO 3, PH 3, HNO 3 - იონური ბმის მქონე ნაერთების რაოდენობაა.

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

30. ნივთიერებებს შორის (NH 4) 2 SO 4, Na 2 SO 4, CaI 2, I 2, CO 2 - კოვალენტური ბმის მქონე ნაერთების რაოდენობაა.

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

31. იდენტური ატომების გაერთიანებით წარმოქმნილ ნივთიერებებში ქიმიური ბმა

1) იონური 2) კოვალენტური პოლარული 3) წყალბადი 4) კოვალენტური არაპოლარული

32. პერიოდული სისტემის მეორე პერიოდის ქიმიური ელემენტების ატომები დ.ი. მენდელეევი აყალიბებს ნაერთებს შემადგენლობის იონური ქიმიური ბმის მქონე 1) LiF 2) CO 2 3) Al 2 O 3 4) BaS

33. ნაერთები კოვალენტური პოლარული და კოვალენტური არაპოლარული ბმებით არის შესაბამისად 1) წყალი და წყალბადის სულფიდი 2) კალიუმის ბრომიდი და აზოტი 3) ამიაკი და წყალბადი 4) ჟანგბადი და მეთანი

34. კოვალენტური არაპოლარული ბმა დამახასიათებელია 1) წყალი 2) ამიაკი 3) აზოტი 4) მეთანი

35. ქიმიური ბმა წყალბადის ფტორიდის მოლეკულაში

1) კოვალენტური პოლარული 3) იონური

2) კოვალენტური არაპოლარული 4) წყალბადი

36. ამოირჩიეთ ნივთიერების წყვილი, ყველა ბმა, რომელშიც კოვალენტურია:

1) NaCl, Hcl 2) CO 2, BaO 3) CH 3 Cl, CH 3 Na 4) SO 2, NO 2

37. კალიუმის იოდიდში, ქიმიური ბმა

1) კოვალენტური არაპოლარული 3) მეტალიკი

2) კოვალენტური პოლარული 4) იონური

38. ნახშირბადის დისულფიდურ CS 2 ქიმიურ ბმაში

1) იონური 2) მეტალიკი

3) კოვალენტური პოლარული 4) კოვალენტური არაპოლარული

39. ნაერთში რეალიზებულია კოვალენტური არაპოლარული ბმა

1) CrO 3 2) P 2 O 5 3) SO 2 4) F 2

40. კოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნივთიერებას აქვს ფორმულა 1) KCl 2) HBr 3) P 4 4) CaCl 2

41. კავშირი ქიმიური ბმის იონურ ბუნებასთან

1) ფოსფორის ქლორიდი 2) კალიუმის ბრომიდი 3) აზოტის ოქსიდი (II) 4) ბარიუმი

42. ამიაკის და ბარიუმის ქლორიდში ქიმიური ბმა, შესაბამისად

1) იონური და კოვალენტური პოლარული 2) კოვალენტური პოლარული და იონური

3) კოვალენტური არაპოლარული და მეტალის 4) კოვალენტური არაპოლარული და იონური

43. იონური ბმა წარმოიქმნება 1) H და S 2) P და C1 3) Cs და Br 4) Si და F

44. რა ტიპის ბმაა H 2 მოლეკულაში?

1) იონური 2) წყალბადი 3) კოვალენტური არაპოლარული 4) დონორი-მიმღები

45. კოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნივთიერება არის

1) გოგირდის ოქსიდი (IV) 2) ჟანგბადი 3) კალციუმის ჰიდრიდი 4) ბრილიანტი

46. ​​ფტორის მოლეკულაში, ქიმიური ბმა

1) კოვალენტური პოლარული 2) იონური 3) კოვალენტური არაპოლარული 4) წყალბადი

47. რომელ სერიებშია ჩამოთვლილი ნივთიერებები მხოლოდ კოვალენტური პოლარული ბმით:

1) CH 4 H 2 Cl 2 2) NH 3 HBr CO 2 3) PCl 3 KCl CCl 4 4) H 2 S SO 2 LiF

48. რა სერიებშია ყველა ნივთიერებას კოვალენტური პოლარული ბმა?

1) Hcl, NaCl, Cl 2 2) O 2 H 2 O, CO 2 3) H 2 O, NH 3, CH 4 4) KBr, HBr, CO

49. რომელ მწკრივშია ჩამოთვლილი ნივთიერებები მხოლოდ იონური ტიპის ბმით:

1) F 2 O LiF SF 4 2) PCl 3 NaCl CO 2 3) KF Li 2 O BaCl 2 4) CaF 2 CH 4 CCl 4

50. წარმოიქმნება იონური ბმის მქონე ნაერთი ურთიერთობისას

1) CH 4 და O 2 2) NH 3 და HCl 3) C 2 H 6 და HNO 3 4) SO 3 და H 2 O

51. წყალბადის ბმა წარმოიქმნება 1) ეთანის 2) ბენზოლის 3) წყალბადის 4) ეთანოლის მოლეკულებს შორის.

52. რა ნივთიერებას აქვს წყალბადის ბმები? 1) წყალბადის სულფიდი 2) ყინული 3) წყალბადის ბრომიდი 4) ბენზოლი

53. 15 და 53 სერიული ნომრების მქონე ელემენტებს შორის ჩამოყალიბებული ურთიერთობა

1) იონური 2) მეტალიკი

3) კოვალენტური არაპოლარული 4) კოვალენტური პოლარული

54. 16 და 20 სერიული ნომრების მქონე ელემენტებს შორის ჩამოყალიბებული ურთიერთობა

1) იონური 2) მეტალიკი

3) კოვალენტური პოლარული 4) წყალბადი

55. 11 და 17 სერიული ნომრების მქონე ელემენტების ატომებს შორის წარმოიქმნება ბმა.

1) მეტალიკი 2) იონური 3) კოვალენტური 4) დონორი-მიმღები

56. მოლეკულებს შორის წარმოიქმნება წყალბადის ბმები

1) წყალბადი 2) ფორმალდეჰიდი 3) ძმარმჟავა 4) წყალბადის სულფიდი

57. რომელ მწკრივში იწერება ნივთიერებების ფორმულები მხოლოდ კოვალენტური პოლარული ბმით?

1) Cl 2, NH 3, HCl 2) HBr, NO, Br 2 3) H 2 S, H 2 O, S 8 4) NI, H 2 O, PH 3

58. რომელ ნივთიერებაში არის იონური და კოვალენტური ქიმიური ბმები?

1) ნატრიუმის ქლორიდი 2) წყალბადის ქლორიდი 3) ნატრიუმის სულფატი 4) ფოსფორის მჟავა

59. ქიმიურ ბმას მოლეკულაში უფრო გამოხატული იონური ხასიათი აქვს.

1) ლითიუმის ბრომიდი 2) სპილენძის ქლორიდი 3) კალციუმის კარბიდი 4) კალიუმის ფტორი

60. რომელ ნივთიერებაშია ყველა ქიმიური ბმა - კოვალენტური არაპოლარული?

1) ბრილიანტი 2) ნახშირბადის მონოქსიდი (IV) 3) ოქრო 4) მეთანი

61. დაადგინეთ შესაბამისობა ნივთიერებასა და ამ ნივთიერების ატომების ბმის ტიპს შორის.

ნივთიერების დასახელება კავშირის ტიპი

1) თუთია ა) იონური

2) აზოტი ბ) ლითონი

3) ამიაკი ბ) კოვალენტური პოლარული

4) კალციუმის ქლორიდი დ) კოვალენტური არაპოლარული

62. მატჩი

საკომუნიკაციო კავშირის ტიპი

1) იონური ა) H2

2) ლითონი ბ) ვა

3) კოვალენტური პოლარული ბ) HF

4) კოვალენტური არაპოლარული დ) BaF 2

63. რომელ ნაერთშია წარმოქმნილი კოვალენტური ბმა ატომებს შორის დონორ-მიმღები მექანიზმით? 1) KCl 2) CCl 4 3) NH 4 Cl 4) CaCl 2

64. მიუთითეთ მოლეკულა, რომელშიც შეკავშირების ენერგია ყველაზე მაღალია: 1) N≡N 2) H-H 3) O=O 4) H-F

65. მიუთითეთ მოლეკულა, რომელშიც ქიმიური ბმა არის ყველაზე ძლიერი: 1) HF 2) HCl 3) HBr 4) HI

USE კოდიფიკატორის თემები: კოვალენტური ქიმიური ბმა, მისი სახეობები და ფორმირების მექანიზმები. კოვალენტური ბმის მახასიათებლები (პოლარულობა და ბმის ენერგია). იონური ბმა. ლითონის კავშირი. წყალბადის ბმა

ინტრამოლეკულური ქიმიური ბმები

ჯერ განვიხილოთ ბმები, რომლებიც წარმოიქმნება მოლეკულებში ნაწილაკებს შორის. ასეთ კავშირებს ე.წ ინტრამოლეკულური.

ქიმიური ბმა ქიმიური ელემენტების ატომებს შორის აქვს ელექტროსტატიკური ბუნება და იქმნება იმის გამო გარე (ვალენტური) ელექტრონების ურთიერთქმედებამეტ-ნაკლებად ხარისხით იკავებენ დადებითად დამუხტულ ბირთვებსშეკრული ატომები.

მთავარი კონცეფცია აქ არის ელექტროენერგიულობა. სწორედ ის განსაზღვრავს ატომებს შორის ქიმიური კავშირის ტიპს და ამ ბმის თვისებებს.

არის ატომის მიზიდვის (შეკავების) უნარი გარე(ვალენტობა) ელექტრონები. ელექტრონეგატიურობა განისაზღვრება გარე ელექტრონების ბირთვისადმი მიზიდულობის ხარისხით და ძირითადად დამოკიდებულია ატომის რადიუსზე და ბირთვის მუხტზე.

ელექტრონეგატიურობის ცალსახად დადგენა რთულია. ლ. პაულინგმა შეადგინა ფარდობითი ელექტრონეგატიურობის ცხრილი (დაფუძნებული დიატომური მოლეკულების ბმის ენერგიაზე). ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტია ფტორიმნიშვნელობით 4 .

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ სხვადასხვა წყაროში შეგიძლიათ იპოვოთ ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობების სხვადასხვა მასშტაბები და ცხრილები. ეს არ უნდა შეშინდეს, რადგან ქიმიური კავშირის ფორმირება როლს თამაშობს ატომები და ეს დაახლოებით ერთნაირია ნებისმიერ სისტემაში.

თუ ქიმიურ ბმაში A:B ერთ-ერთი ატომი უფრო ძლიერად იზიდავს ელექტრონებს, მაშინ ელექტრონული წყვილი გადაინაცვლებს მისკენ. Უფრო ელექტრონეგატიურობის განსხვავებაატომები, მით მეტია ელექტრონული წყვილი გადაადგილებული.

თუ ურთიერთმოქმედი ატომების ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობები ტოლია ან დაახლოებით ტოლია: EO(A)≈EO(V), მაშინ საზიარო ელექტრონული წყვილი არ არის გადაადგილებული არცერთ ატომზე: ა: ბ. ასეთ კავშირს ე.წ კოვალენტური არაპოლარული.

თუ ურთიერთმოქმედი ატომების ელექტრონეგატიურობა განსხვავდება, მაგრამ არა ბევრი (ელექტროუარყოფითობის განსხვავება დაახლოებით 0,4-დან 2-მდეა: 0,4<ΔЭО<2 ), შემდეგ ელექტრონული წყვილი გადაინაცვლებს ერთ-ერთ ატომზე. ასეთ კავშირს ე.წ კოვალენტური პოლარული .

თუ ურთიერთმოქმედი ატომების ელექტრონეგატიურობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება (ელექტროუარყოფითობის განსხვავება 2-ზე მეტია: ΔEO>2), შემდეგ ერთ-ერთი ელექტრონი თითქმის მთლიანად გადადის სხვა ატომში, წარმოქმნით იონები. ასეთ კავშირს ე.წ იონური.

ქიმიური ბმების ძირითადი ტიპებია − კოვალენტური, იონურიდა მეტალიკიკავშირები. განვიხილოთ ისინი უფრო დეტალურად.

კოვალენტური ქიმიური ბმა

კოვალენტური ბმა – ეს არის ქიმიური ბმა მიერ ჩამოყალიბებული საერთო ელექტრონული წყვილის A:B ფორმირება . ამ შემთხვევაში, ორი ატომი გადახურვაატომური ორბიტალები. კოვალენტური ბმა იქმნება ატომების ურთიერთქმედებით ელექტრონეგატიურობაში მცირე სხვაობით (როგორც წესი, ორ არამეტალს შორის) ან ერთი ელემენტის ატომები.

კოვალენტური ბმების ძირითადი თვისებები

• ორიენტაცია,
• გაჯერება,
• პოლარობა,
• პოლარიზებადობა.

ეს კავშირის თვისებები გავლენას ახდენს ნივთიერებების ქიმიურ და ფიზიკურ თვისებებზე.

კომუნიკაციის მიმართულება ახასიათებს ნივთიერებების ქიმიურ სტრუქტურას და ფორმას. ორ კავშირს შორის კუთხეებს ბმის კუთხეები ეწოდება. მაგალითად, წყლის მოლეკულაში H-O-H ბმის კუთხე არის 104,45 o, ამიტომ წყლის მოლეკულა პოლარულია, ხოლო მეთანის მოლეკულაში H-C-H ბმის კუთხე არის 108 o 28 ′.

გაჯერება არის ატომების უნარი შექმნან შეზღუდული რაოდენობის კოვალენტური ქიმიური ბმები. ბმების რაოდენობას, რომელიც ატომს შეუძლია შექმნას, ეწოდება.

პოლარობაბმები წარმოიქმნება ელექტრონების სიმკვრივის არათანაბარი განაწილების გამო სხვადასხვა ელექტრონეგატიურობის მქონე ორ ატომს შორის. კოვალენტური ბმები იყოფა პოლარული და არაპოლარული.

პოლარიზება კავშირები არის ბმის ელექტრონების უნარი გადაადგილდეს გარე ელექტრული ველით(კერძოდ, სხვა ნაწილაკების ელექტრული ველი). პოლარიზება დამოკიდებულია ელექტრონის მობილურობაზე. რაც უფრო შორს არის ელექტრონი ბირთვიდან, მით უფრო მოძრავია ის და, შესაბამისად, მოლეკულაც უფრო პოლარიზდება.

კოვალენტური არაპოლარული ქიმიური ბმა

არსებობს კოვალენტური კავშირის 2 ტიპი - პოლარულიდა არაპოლარული .

მაგალითი . განვიხილოთ წყალბადის მოლეკულის H 2 სტრუქტურა. წყალბადის თითოეული ატომი ატარებს 1 დაუწყვილებელ ელექტრონს მის გარე ენერგეტიკულ დონეზე. ატომის გამოსაჩენად ვიყენებთ ლუისის სტრუქტურას - ეს არის ატომის გარე ენერგიის დონის სტრუქტურის დიაგრამა, როდესაც ელექტრონები აღინიშნება წერტილებით. ლუის წერტილის სტრუქტურის მოდელები კარგი დახმარებაა მეორე პერიოდის ელემენტებთან მუშაობისას.

ჰ. + . H=H:H

ამრიგად, წყალბადის მოლეკულას აქვს ერთი საერთო ელექტრონული წყვილი და ერთი H–H ქიმიური ბმა. ეს ელექტრონული წყვილი არ არის გადაადგილებული წყალბადის არცერთ ატომზე, რადგან წყალბადის ატომების ელექტრონეგატიურობა იგივეა. ასეთ კავშირს ე.წ კოვალენტური არაპოლარული .

კოვალენტური არაპოლარული (სიმეტრიული) ბმა - ეს არის კოვალენტური ბმა, რომელიც წარმოიქმნება ატომების მიერ თანაბარი ელექტრონეგატიურობით (როგორც წესი, იგივე არამეტალები) და, შესაბამისად, ატომების ბირთვებს შორის ელექტრონის სიმკვრივის ერთგვაროვანი განაწილებით.

არაპოლარული ბმის დიპოლური მომენტი არის 0.

მაგალითები: H2 (H-H), O2 (O=O), S8.

კოვალენტური პოლარული ქიმიური ბმა

კოვალენტური პოლარული ბმა არის კოვალენტური ბმა, რომელიც ხდება შორის ატომები სხვადასხვა ელექტროუარყოფითობით (ჩვეულებრივ, სხვადასხვა არალითონები) და ხასიათდება გადაადგილებასაერთო ელექტრონული წყვილი უფრო ელექტროუარყოფით ატომთან (პოლარიზაცია).

ელექტრონის სიმკვრივე გადადის უფრო ელექტროუარყოფით ატომზე - შესაბამისად, მასზე წარმოიქმნება ნაწილობრივი უარყოფითი მუხტი (δ-), ხოლო ნაწილობრივი დადებითი მუხტი წარმოიქმნება ნაკლებად ელექტროუარყოფით ატომზე (δ+, დელტა +).

რაც უფრო დიდია განსხვავება ატომების ელექტრონეგატიურობაში, მით უფრო მაღალია პოლარობაკავშირები და კიდევ უფრო მეტი დიპოლური მომენტი . მეზობელ მოლეკულებსა და ნიშნის საპირისპირო მუხტს შორის მოქმედებს დამატებითი მიმზიდველი ძალები, რაც იზრდება ძალაკავშირები.

ბმის პოლარობა გავლენას ახდენს ნაერთების ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებზე. რეაქციის მექანიზმები და მეზობელი ბმების რეაქტიულობაც კი დამოკიდებულია ბმის პოლარობაზე. ბონდის პოლარობა ხშირად განსაზღვრავს მოლეკულის პოლარობადა ამით პირდაპირ გავლენას ახდენს ისეთ ფიზიკურ თვისებებზე, როგორიცაა დუღილის წერტილი და დნობის წერტილი, ხსნადობა პოლარულ გამხსნელებში.

მაგალითები: HCl, CO2, NH3.

კოვალენტური ბმის წარმოქმნის მექანიზმები

კოვალენტური ქიმიური ბმა შეიძლება მოხდეს 2 მექანიზმით:

1. გაცვლის მექანიზმი კოვალენტური ქიმიური ბმის წარმოქმნა ხდება მაშინ, როდესაც თითოეული ნაწილაკი უზრუნველყოფს ერთ დაუწყვილებელ ელექტრონს საერთო ელექტრონული წყვილის ფორმირებისთვის:

მაგრამ . + . B= A:B

2. კოვალენტური ბმის წარმოქმნა არის ისეთი მექანიზმი, რომლის დროსაც ერთ-ერთი ნაწილაკი უზრუნველყოფს გაუზიარებელ ელექტრონულ წყვილს, ხოლო მეორე ნაწილაკი უზრუნველყოფს ვაკანტურ ორბიტალს ამ ელექტრონული წყვილისთვის:

მაგრამ: + B= A:B

ამ შემთხვევაში, ერთ-ერთი ატომი უზრუნველყოფს გაუზიარებელ ელექტრონულ წყვილს ( დონორი), ხოლო მეორე ატომი უზრუნველყოფს ვაკანტურ ორბიტალს ამ წყვილისთვის ( მიმღები). ბმის წარმოქმნის შედეგად ორივე ელექტრონის ენერგია მცირდება, ე.ი. ეს სასარგებლოა ატომებისთვის.

კოვალენტური ბმა, რომელიც წარმოიქმნება დონორ-აქცეპტორი მექანიზმით, არ არის განსხვავებულიგაცვლის მექანიზმით წარმოქმნილი სხვა კოვალენტური ბმების თვისებებით. კოვალენტური ბმის ფორმირება დონორ-მიმღები მექანიზმით დამახასიათებელია ატომებისთვის ან ელექტრონების დიდი რაოდენობით გარე ენერგეტიკულ დონეზე (ელექტრონის დონორები), ან პირიქით, ელექტრონების ძალიან მცირე რაოდენობით (ელექტრონის მიმღები). ატომების ვალენტურობის შესაძლებლობები უფრო დეტალურად განიხილება შესაბამისში.

კოვალენტური ბმა იქმნება დონორ-აქცეპტორი მექანიზმით:

- მოლეკულაში ნახშირბადის მონოქსიდი CO(მოლეკულაში ბმა სამმაგია, 2 ბმა წარმოიქმნება გაცვლის მექანიზმით, ერთი დონორ-მიმღები მექანიზმით): C≡O;

-ში ამონიუმის იონი NH 4+, იონებში ორგანული ამინებიმაგალითად, მეთილამონიუმის იონში CH 3 -NH 2 +;

-ში რთული ნაერთები, ქიმიური კავშირი ცენტრალურ ატომსა და ლიგანდების ჯგუფებს შორის, მაგალითად, ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოალუმინატში Na ბმა ალუმინის და ჰიდროქსიდის იონებს შორის;

-ში აზოტის მჟავა და მისი მარილები- ნიტრატები: HNO 3, NaNO 3, ზოგიერთ სხვა აზოტის ნაერთებში;

- მოლეკულაში ოზონიო 3 .

კოვალენტური ბმის ძირითადი მახასიათებლები

კოვალენტური ბმა, როგორც წესი, წარმოიქმნება არამეტალების ატომებს შორის. კოვალენტური ბმის ძირითადი მახასიათებლებია სიგრძე, ენერგია, სიმრავლე და მიმართულება.

ქიმიური ბმის სიმრავლე

ქიმიური ბმის სიმრავლე - ეს ნაერთში ორ ატომს შორის გაზიარებული ელექტრონული წყვილების რაოდენობა. ბმის სიმრავლე საკმაოდ მარტივად შეიძლება განისაზღვროს იმ ატომების მნიშვნელობიდან, რომლებიც ქმნიან მოლეკულას.

მაგალითად , წყალბადის მოლეკულაში H 2 ბმის სიმრავლე არის 1, რადგან თითოეულ წყალბადს აქვს მხოლოდ 1 დაუწყვილებელი ელექტრონი გარე ენერგეტიკულ დონეზე, ამიტომ იქმნება ერთი საერთო ელექტრონული წყვილი.

ჟანგბადის მოლეკულაში O 2 ბმის სიმრავლე არის 2, რადგან თითოეულ ატომს აქვს 2 დაუწყვილებელი ელექტრონი მის გარე ენერგეტიკულ დონეზე: O=O.

აზოტის N 2 მოლეკულაში ბმის სიმრავლე არის 3, რადგან თითოეულ ატომს შორის არის 3 დაუწყვილებელი ელექტრონი გარე ენერგეტიკულ დონეზე და ატომები ქმნიან 3 საერთო ელექტრონულ წყვილს N≡N.

კოვალენტური კავშირის სიგრძე

ქიმიური კავშირის სიგრძე არის მანძილი ატომების ბირთვების ცენტრებს შორის, რომლებიც ქმნიან კავშირს. იგი განისაზღვრება ექსპერიმენტული ფიზიკური მეთოდებით. ბმის სიგრძე შეიძლება შეფასდეს დაახლოებით, დანამატების წესის მიხედვით, რომლის მიხედვითაც ბმის სიგრძე AB მოლეკულაში დაახლოებით უდრის A 2 და B 2 მოლეკულებში ბმის სიგრძის ჯამის ნახევარს:

ქიმიური ბმის სიგრძე შეიძლება დაახლოებით შეფასდეს ატომების რადიუსების გასწვრივ, კავშირის ფორმირება, ან კომუნიკაციის სიმრავლითთუ ატომების რადიუსი არ არის ძალიან განსხვავებული.

ბმის წარმომქმნელი ატომების რადიუსის გაზრდით, ბმის სიგრძე გაიზრდება.

მაგალითად

ატომებს შორის ობლიგაციების სიმრავლის გაზრდით (რომელთა ატომური რადიუსი არ განსხვავდება, ან ოდნავ განსხვავდება), ბმის სიგრძე შემცირდება.

მაგალითად . სერიებში: C–C, C=C, C≡C, ბმის სიგრძე მცირდება.

ბონდის ენერგია

ქიმიური ბმის სიძლიერის საზომია კავშირის ენერგია. ბონდის ენერგია განისაზღვრება ენერგიით, რომელიც საჭიროა კავშირის გასაწყვეტად და ამ ბმის ფორმირების ატომების ამოსაღებად ერთმანეთისგან უსასრულო მანძილზე.

კოვალენტური ბმა არის ძალიან გამძლე.მისი ენერგია მერყეობს რამდენიმე ათიდან რამდენიმე ასეულ კჯ/მოლამდე. რაც უფრო დიდია კავშირის ენერგია, მით მეტია კავშირის სიმტკიცე და პირიქით.

ქიმიური ბმის სიძლიერე დამოკიდებულია ბმის სიგრძეზე, ბმის პოლარობაზე და ბმის სიმრავლეზე. რაც უფრო გრძელია ქიმიური ბმა, მით უფრო ადვილია მისი გაწყვეტა და რაც უფრო დაბალია კავშირის ენერგია, მით უფრო დაბალია მისი სიძლიერე. რაც უფრო მოკლეა ქიმიური კავშირი, მით უფრო ძლიერია იგი და მით მეტია კავშირის ენერგია.

მაგალითად, ნაერთების სერიაში HF, HCl, HBr მარცხნიდან მარჯვნივ ქიმიური ბმის სიძლიერე მცირდება, იმიტომ ბმის სიგრძე იზრდება.

იონური ქიმიური ბმა

იონური ბმა არის ქიმიური ბმა, რომელიც დაფუძნებულია იონების ელექტროსტატიკური მიზიდულობა.

იონებიწარმოიქმნება ატომების მიერ ელექტრონების მიღების ან გაცემის პროცესში. მაგალითად, ყველა ლითონის ატომები სუსტად იკავებენ გარე ენერგიის დონის ელექტრონებს. აქედან გამომდინარე, ლითონის ატომები ხასიათდება აღდგენითი თვისებებიელექტრონების დონაციის უნარი.

მაგალითი. ნატრიუმის ატომი შეიცავს 1 ელექტრონს მე-3 ენერგეტიკულ დონეზე. ნატრიუმის ატომი, რომელიც მას ადვილად გასცემს, აყალიბებს ბევრად უფრო სტაბილურ Na + იონს, კეთილშობილი ნეონის გაზის Ne-ს ელექტრონული კონფიგურაციით. ნატრიუმის იონი შეიცავს 11 პროტონს და მხოლოდ 10 ელექტრონს, ამიტომ იონის მთლიანი მუხტი არის -10+11 = +1:

+11ნა) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 ნა +) 2 ) 8

მაგალითი. ქლორის ატომს აქვს 7 ელექტრონი მის გარე ენერგეტიკულ დონეზე. სტაბილური ინერტული არგონის ატომის Ar კონფიგურაციის მისაღებად, ქლორს სჭირდება 1 ელექტრონის მიმაგრება. ელექტრონის მიმაგრების შემდეგ წარმოიქმნება სტაბილური ქლორის იონი, რომელიც შედგება ელექტრონებისაგან. იონის მთლიანი მუხტი არის -1:

+17კლ) 2 ) 8 ) 7 + 1e = +17 კლ — ) 2 ) 8 ) 8

Შენიშვნა:

• იონების თვისებები განსხვავდება ატომების თვისებებისგან!
• სტაბილური იონები შეიძლება ჩამოყალიბდეს არა მხოლოდ ატომები, მაგრამ ასევე ატომების ჯგუფები. მაგალითად: ამონიუმის იონი NH 4 +, სულფატის იონი SO 4 2- და ა.შ. ასეთი იონების მიერ წარმოქმნილი ქიმიური ბმები ასევე განიხილება იონურად;
• იონური ბმები, როგორც წესი, იქმნება მათ შორის ლითონებიდა არამეტალები(არამეტალების ჯგუფები);

მიღებული იონები იზიდავს ელექტრული მიზიდულობის გამო: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

მოდით ვიზუალურად განვაზოგადოთ განსხვავება კოვალენტურ და იონურ ბმას შორის:

ლითონის ქიმიური ბმა

ლითონის კავშირი არის ურთიერთობა, რომელიც შედარებით ყალიბდება თავისუფალი ელექტრონებიშორის ლითონის იონებიბროლის გისოსის ფორმირება.

გარე ენერგეტიკულ დონეზე მეტალების ატომებს ჩვეულებრივ აქვთ ერთიდან სამ ელექტრონი. ლითონის ატომების რადიუსი, როგორც წესი, დიდია - ამიტომ, ლითონის ატომები, არალითონებისგან განსხვავებით, საკმაოდ ადვილად აბარებენ გარე ელექტრონებს, ე.ი. არის ძლიერი შემცირების აგენტები

ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედება

ცალკე, გასათვალისწინებელია ურთიერთქმედება, რომელიც ხდება ნივთიერების ცალკეულ მოლეკულებს შორის - ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედებები . ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედება არის ნეიტრალურ ატომებს შორის ურთიერთქმედების ტიპი, რომელშიც ახალი კოვალენტური ბმები არ ჩნდება. მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედების ძალები აღმოაჩინა ვან დერ ვაალსმა 1869 წელს და დაარქვა მისი სახელი. ვან დარ ვაალის ძალები. ვან დერ ვაალის ძალები იყოფა ორიენტაცია, ინდუქცია და დისპერსია . ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების ენერგია გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ქიმიური ბმის ენერგია.

მიზიდულობის ორიენტაციის ძალები წარმოიქმნება პოლარულ მოლეკულებს შორის (დიპოლ-დიპოლური ურთიერთქმედება). ეს ძალები წარმოიქმნება პოლარულ მოლეკულებს შორის. ინდუქციური ურთიერთქმედება არის ურთიერთქმედება პოლარულ მოლეკულასა და არაპოლარულს შორის. არაპოლარული მოლეკულა პოლარიზებულია პოლარული მოლეკულის მოქმედების გამო, რაც წარმოქმნის დამატებით ელექტროსტატიკურ მიზიდულობას.

მოლეკულური ურთიერთქმედების განსაკუთრებული ტიპია წყალბადის ბმები. - ეს არის ინტერმოლეკულური (ან ინტრამოლეკულური) ქიმიური ბმები, რომლებიც წარმოიქმნება მოლეკულებს შორის, რომლებშიც არის ძლიერ პოლარული კოვალენტური ბმები - H-F, H-O ან H-N. თუ მოლეკულაში არის ასეთი ბმები, მაშინ მოლეკულებს შორის იქნება დამატებითი მიზიდულობის ძალები .

განათლების მექანიზმი წყალბადის ბმა არის ნაწილობრივ ელექტროსტატიკური და ნაწილობრივ დონორ-მიმღები. ამ შემთხვევაში, ძლიერ ელექტროუარყოფითი ელემენტის (F, O, N) ატომი მოქმედებს როგორც ელექტრონული წყვილის დონორი, ხოლო ამ ატომებთან დაკავშირებული წყალბადის ატომები მოქმედებს როგორც მიმღები. ახასიათებს წყალბადის ბმები ორიენტაცია სივრცეში და გაჯერება .

წყალბადის ბმა შეიძლება აღინიშნოს წერტილებით: H ··· O. რაც უფრო დიდია წყალბადთან დაკავშირებული ატომის ელექტრონეგატიურობა და რაც უფრო მცირეა მისი ზომა, მით უფრო ძლიერია წყალბადის ბმა. უპირველეს ყოვლისა დამახასიათებელია ნაერთებისთვის ფტორი წყალბადით , ისევე როგორც ჟანგბადი წყალბადით , ნაკლები აზოტი წყალბადით .

წყალბადის ბმები წარმოიქმნება შემდეგ ნივთიერებებს შორის:

— წყალბადის ფტორი HF(გაზი, წყალბადის ფტორის ხსნარი წყალში - ჰიდროფთორმჟავა), წყალი H 2 O (ორთქლი, ყინული, თხევადი წყალი):

— ამიაკის და ორგანული ამინების ხსნარი- ამიაკისა და წყლის მოლეკულებს შორის;

— ორგანული ნაერთები, რომლებშიც O-H ან N-H ბმებია: სპირტები, კარბოქსილის მჟავები, ამინები, ამინომჟავები, ფენოლები, ანილინი და მისი წარმოებულები, ცილები, ნახშირწყლების ხსნარები - მონოსაქარიდები და დისაქარიდები.

წყალბადის ბმა გავლენას ახდენს ნივთიერებების ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებზე. ამრიგად, მოლეკულებს შორის დამატებითი მიზიდულობა ართულებს ნივთიერებების ადუღებას. წყალბადის ბმის მქონე ნივთიერებები ავლენენ დუღილის არანორმალურ ზრდას.

მაგალითად როგორც წესი, მოლეკულური წონის მატებასთან ერთად შეინიშნება ნივთიერებების დუღილის მატება. თუმცა რიგ ნივთიერებებში H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Teჩვენ არ ვაკვირდებით წრფივ ცვლილებას დუღილის წერტილებში.

კერძოდ, ზე წყლის დუღილის წერტილი არანორმალურად მაღალია - არანაკლებ -61 o C, როგორც სწორი ხაზი გვაჩვენებს, მაგრამ ბევრად მეტი, +100 o C. ეს ანომალია აიხსნება წყალბადის ბმების არსებობით წყლის მოლეკულებს შორის. ამიტომ ნორმალურ პირობებში (0-20 o C) წყალი არის თხევადიფაზური მდგომარეობის მიხედვით.