Металлическая и водородная химические связи. Водородные связи образуются между молекулами диметилового эфира
Металлическая и водородная химические связи. Патриотическое воспитание
На уроке будут рассмотрены несколько типов химической связи: металлическая, водородная и Ван-дер-Ваальсовая, а также вы узнаете, как зависят физические и химические свойства от разных типов химических связей в веществе.
Тема: Типы химической связи
Урок: Металлическая и водородная химические связи
1. Металлическая связь
Металлическая связь – это тип связи в металлах и их сплавах между атомами или ионами металлов и относительно свободными электронами (электронным газом) в кристаллической решетке.
Металлы – это химические элементы с низкой электроотрицательностью, поэтому они легко отдают свои валентные электроны. Если рядом с элементом металлом находится неметалл, то электроны от атома металла переходят к неметаллу. Такой тип связи называется ионный (рис. 1).
Рис. 1. Образование ионной связи
В случае простых веществ металлов или их сплавов, ситуация меняется.
При образовании молекул электронные орбитали металлов не остаются неизменными. Они взаимодействуют между собой, образуя новую молекулярную орбиталь. В зависимости от состава и строения соединения, молекулярные орбитали могут быть как близки к совокупности атомных орбиталей, так и значительно от них отличаться. При взаимодействии электронных орбиталей атомов металла образуются молекулярные орбитали. Такие, что валентные электроны атома металла, могут свободно перемещаться по этим молекулярным орбиталям. Не происходит полное разделение, заряда, т. е. металл – это не совокупность катионов и плавающих вокруг электронов. Но это и не совокупность атомов, которые иногда переходят в катионную форму и передают свой электрон другому катиону. Реальная ситуация – это совокупность двух этих крайних вариантов.
Рис. 2
Сущность образования металлической связи состоит в следующем: атомы металлов отдают наружные электроны, и некоторые из них превращаются в положительно заряженные ионы. Оторвавшиеся от атомов электроны относительно свободно перемещаются между возникшими положительными ионами металлов. Между этими частицами возникает металлическая связь, т. е. электроны как бы цементируют положительные ионы в металлической решетке (рис. 2).
2. Физические свойства металлов
Наличие металлической связи обуславливает физические свойства металлов:
· Высокая пластичность
· Тепло и электропроводность
· Металлический блеск
Пластичность – это способность материала легко деформироваться под действием механической нагрузки. Металлическая связь реализуется между всеми атомами металла одновременно, поэтому при механическом воздействии на металл не разрываются конкретные связи, а только меняется положение атома. Атомы металла, не связанные жесткими связями между собой, могут как бы скользить по слою электронного газа, как это происходит при скольжении одного стекла по другому с прослойкой воды между ними. Благодаря этому металлы можно легко деформировать или раскатывать в тонкую фольгу. Наиболее пластичные металлы – чистое золото, серебро и медь. Все эти металлы встречаются в природе в самородном виде в той или иной степени чистоты. Рис. 3.
Рис. 3. Металлы, встречающиеся в природе в самородном виде
Из них, особенно из золота, изготавливаются различные украшения. Благодаря своей удивительной пластичности, золото применяется при отделке дворцов. Из него можно раскатать фольгу толщиной всего 3.10-3 мм. Она называется сусальное золото, наносится на гипсовые, лепные украшения или другие предметы.
Тепло - и электропроводность. Лучше всего электрический ток проводят медь, серебро, золото и алюминий. Но так как золото и серебро – дорогие металлы, то для изготовления кабелей используются более дешевые медь и алюминий. Самыми плохими электрическими проводниками являются марганец, свинец, ртуть и вольфрам. У вольфрама электрическое сопротивление столь велико, что при прохождении электрического тока он начинает светиться. Это свойство используется при изготовлении ламп накаливания.
Температура тела – это мера энергии составляющих его атомов или молекул. Электронный газ металла может довольно быстро передавать избыточную энергию с одного иона или атома к другому. Температура металла быстро выравнивается по всему объёму, даже если нагревание идет с одной стороны. Это наблюдается, например, если опустить металлическую ложку в чай.
Водородная связь
Рассмотрим температуры кипения и плавления водородных соединений халькогенов: кислорода, серы, селена и теллура. Рис. 4.
Рис. 4
Если мысленно экстраполировать прямые температур кипения и плавления водородных соединений серы, селена и теллура, то мы увидим, что температура плавления воды должна примерно составлять -1000С, а кипения – примерно -800С. Происходит это потому, что между молекулами воды существует взаимодействие – водородная связь, которая объединяет молекулы воды в ассоциацию. Для разрушения этих ассоциатов требуется дополнительная энергия.
3. Механизм образования водородной связи
Водородная связь образуется между сильно поляризованным, обладающим значительной долей положительного заряда атомом водорода и другим атомом с очень высокой электроотрицательностью: фтором, кислородом или азотом. Примеры веществ, способных образовывать водородную связь, приведены на рис. 5.
Рис. 5
Рассмотрим образование водородных связей между молекулами воды. Водородная связь изображается тремя точками. Возникновение водородной связи обусловлено уникальной особенностью атома водорода. Т. к. атом водорода содержит только один электрон, то при оттягивании общей электронной пары другим атомом, оголяется ядро атома водорода, положительный заряд которого действует на электроотрицательные элементы в молекулах веществ.
Сравним свойства этилового спирта и диметилового эфира. Исходя из строения этих веществ, следует, что этиловый спирт может образовывать межмолекулярные водородные связи. Это обусловлено наличием гидроксогруппы. Диметиловый эфир межмолекулярных водородных связей образовывать не может.
Сопоставим их свойства в таблице 1.
| Вещество | Т кип. | Т пл. | Растворимость в воде |
| Этиловый спирт | -114,150С | +78,150С | В любых пропорциях |
| Диметиловый эфир | -138,50С | -29,90С | Ограничена |
Табл. 1
Т кип., Т пл, растворимость в воде выше у этилового спирта. Это общая закономерность для веществ, между молекулами которых образуется водородная связь. Эти вещества характеризуются более высокой Т кип.,Т пл, растворимостью в воде и более низкой летучестью.
Физические свойства соединений зависят также и от молекулярной массы вещества. Поэтому проводить сравнение физических свойств веществ с водородными связями, правомерно только для веществ с близкими молекулярными массами.
Энергия одной водородной связи примерно в 10 раз меньше энергии ковалентной связи. Если в органических молекулах сложного состава имеется несколько функциональных групп, способных к образованию водородной связи, то в них могут образовываться внутримолекулярные водородные связи (белки, ДНК, аминокислоты, ортонитрофенол и др.). За счет водородной связи образуется вторичная структура белков, двойная спираль ДНК.
4. Ван-дер-Ваальсовые силы
Ван-дер-Ваальсовая связь.
Вспомним благородные газы. Соединения гелия до сих пор не получены. Он не способен образовывать обычные химические связи.
При сильно отрицательных температурах можно получить жидкий и даже твердый гелий. В жидком состоянии атомы гелия удерживаются при помощи сил электростатического притяжения. Существует три варианта этих сил:
· ориентационные силы. Это взаимодействие между двумя диполями (НСl)
· индукционное притяжение. Это притяжение диполя и неполярной молекулы.
· дисперсионное притяжение. Это взаимодействие между двумя неполярными молекулами (He). Возникает за счет неравномерности движения электронов вокруг ядра.
Подведение итога урока
На уроке рассмотрены три типа химической связи: металлическая, водородная и Ван-дер-Ваальсовая. Объяснялась зависимость физических и химических свойств от разных типов химических связей в веществе.
Список литературы
1. Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.
2. Попель П. П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П. П. Попель, Л. С.Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2008. – 240 с.: ил.
3. Габриелян О. С. Химия. 11 класс. Базовый уровень. 2-е изд., стер. – М.: Дрофа, 2007. – 220 с.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Internerurok. ru .
2. Hemi. nsu. ru .
3. Chemport. ru .
4. Химик .
Домашнее задание
1. №№2, 4, 6 (с. 41) Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.
2. Почему для изготовления волосков ламп накаливания используют вольфрам?
3. Чем объясняется отсутствие водородной связи в молекулах альдегидов?
dp-adilet.kz
Тест по теме "Химическая связь"
Тест по теме «Химическая связь. 11 класс.»
1. В аммиаке и хлориде бария химическая связь соответственно
1) ионная и ковалентная полярная
2) ковалентная полярная и ионная
3) ковалентная неполярная и металлическая
4) ковалентная неполярная и ионная
1) F2, ССl4, КСl 2) NaBr,Na2O,KI 3) SO2.P4.CaF2 4) h3S,Br2,K2S
3. Соединение с ионной связью образуется при взаимодействии
1) СН4 и О2 2) SO3 и Н2О 3) С2Н6 и HNO3 4) Nh4 и HCI
4. В каком ряду все вещества имеют ковалентную полярную связь?
1) HCl,NaCl,Cl2 2) O2,h3O,CO2 3) h3O,Nh4,Ch5 4) NaBr,HBr,CO
5. В каком ряду записаны формулы веществ только с ковалентной полярной связью?
1) Сl2, NO2, НСl 2) HBr,NO,Br2 3) h3S,h3O,Se 4) HI,h3O,Ph4
6. Ковалентная неполярная связь характерна для
1) Сl2 2) SO3 3) СО 4) SiO2
7. Веществом с ковалентной полярной связью является
1) С12 2) NaBr 3) h3S 4) MgCl2
8. Веществом с ковалентной связью является
1) СаСl2 2) MgS 3) h3S 4) NaBr
9. Вещество с ковалентной неполярной связью имеет формулу
1) Nh4 2) Сu 3) h3S 4) I2
10. Веществами с неполярной ковалентной связью являются
1) вода и алмаз 2) водород и хлор 3) медь и азот 4) бром и метан
11. Ковалентная полярная связь характерна для
1) KCl 2) НВг 3) Р4 4) СаСl2
12. В молекуле какого вещества длина связи между атомами углерода наибольшая?
1)ацетилена 2) этана 3) этена 4) бензола
13. Водородные связи образуются между молекулами
1) диметилового эфира 2) метанола 3) этилена 4) этилацетата
14. Полярность связи наиболее выражена в молекуле
1) HI 2) НСl 3) HF 4) НВг
15. Водородная связь не характерна для вещества
1) Н2О 2) СН4 3) Nh4 4) СНзОН
16. Ковалентная полярная связь характерна для каждого из двух веществ, формулы которых
1) KI и Н2О 2) СО2 и К2О 3) h3S и Na2S 4) CS2 и РС15
17. Наименее прочная химическая связь в молекуле
1) фтора 2) хлора 3) брома 4) иода
18. В молекуле какого вещества длина химической связи наибольшая?
1) фтора 2) хлора 3) брома 4) иода
19. Ковалентные связи имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1) C4h20, NO2, NaCl 2) СО, CuO, Ch4Cl 3) BaS,C6H6,h3 4) C6H5NO2, F2, CCl4
20. Ковалентные связи имеет каждое из веществ, указанных в ряду:
1) C3Ha,NO2, NaF 2) КСl , Ch4Cl, C6h2206 3) P2O5, NaHSO4, Ba 4) C2H5Nh3, P4, Ch4OH
21. Полярность связи наиболее выражена в молекулах
1) сероводорода 2) хлора 3) фосфина 4) хлороводорода
22. Среди веществ Nh5Cl, CsCl, NaNO3, Ph4, HNO3 - число соединений с ионной связью равно
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
23. Среди веществ (Nh5)2SO4, Na2SO4, CaI2, I2, CO2 - число соединений с ковалентной связью равно
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
24. 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
25.Выберите пару веществ, все связи в которых — ковалентные:
1) NаСl, НСl 2) СО2, ВаО 3) СН3Сl, СН3Nа 4) SO2, NO2
26. Соединение с ионным характером химической связи
1)хлорид фосфора 2)бромид калия 3)оксид азота (II) 4)барий
27. В каком ряду перечислены вещества только с ковалентной полярной связью:
1) СН4 Н2 Сl2 2)Nh4 HBr CO2 3) PCl3 KCl CCl4 4) h3S SO2 LiF
28. В каком ряду перечислены вещества только с ионным типом связи:
1) F2O LiF SF4 2) PCl3 NaCl CO2 3) KF Li2O BaCl2 4) СаF2 Ch5 CCl4
29. Установите соответствие между веществом и видом связи атомов в этом веществе.
НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА ВИД СВЯЗИ
1)цинк А) ионная
2) азот Б) металлическая
3) аммиак В) ковалентная полярная
4) хлорид кальция Г) ковалентная неполярная
30. Установите соответствие
ВИД СВЯЗИ СОЕДИНЕНИЕ
1) ионная А) Н2
2) металлическая Б) Ва
3) ковалентная полярная В) НF
4) ковалентная неполярная Г) ВаF2
31. В каком соединении ковалентная связь между атомами образуется по донорно-акцепторному механизму? 1)КСl 2)ССl4 3) NН4Сl 4)СаСl2
32. Укажите молекулу, в которой химическая связь — самая прочная:1) НF 2) НСl 3) НВr 4) HI
33. Наиболее прочная химическая связь имеет место в молекуле 1) F2 2) Сl2 3) O2 4) N2
34. Прочность связи увеличивается в ряду 1) Cl2-O2-N2 2) О2- N2-Сl2 3) О2-Сl2-N2 4) Сl2-N2-O2
35. Укажите ряд, характеризующийся увеличением длины химической связи
1)O2, N2, F2, Cl2 2)N2, O2, F2, Cl2 3)F2, N2, O2, Cl2 4)N2, O2, Cl2, F2
infourok.ru
. 4 922. Водородные связи образуются между молекулами 1 фтороводорода2 хлорметана3 диметилового эфир
А4
21. A 4 № 922. Водородные связи образуются между молекулами
1) фтороводорода2) хлорметана3) диметилового эфира4) этилена
22. A 4 № 965. Водородная связь образуется между молекулами
1) этана2) бензола3) водорода4) этанола
23. A 4 № 1008. В каком соединении полярность связи наименьшая?
1) 2) 3) 4)
24. A 4 № 1051. В молекулах хлороводорода и брома химическая связь соответственно
1) ковалентная полярная и ковалентная неполярная2) ионная и ковалентная полярная3) ковалентная неполярная и ковалентная полярная4) ионная и ковалентная неполярная
25. A 4 № 1094. Ковалентная неполярная связь характерна для
1) 2) 3) 4)
26. A 4 № 1137. Водородные связи образуются между молекулами
1) глицерина2) этилена3) пропина-14) толуола
27. A 4 № 1180. Веществом с ковалентной полярной связью является
1) 2) 3) 4)
28. A 4 № 1223. Водородная связь характерна для
1) алкенов2) простых эфиров3) первичных спиртов4) аренов
29. A 4 № 1266. Вещества только с ковалентной полярной связью указаны в ряду:
1) 2) 3) 4)
30. A 4 № 1309. Водородные связи образуются между молекулами
1) уксусной кислоты2) углекислого газа3) ацетилена4) сероводородной кислоты
31. A 4 № 1352. Веществом с ковалентной неполярной связью является
1) 2) 3) 4)
32. A 4 № 1395. Ковалентная неполярная связь характерна для каждого из двух веществ:
1) водорода и хлора2) воды и алмаза3) меди и азота4) брома и метана
33. A 4 № 1438. Веществу с ионным типом связи отвечает формула
1) 2) 3) 4)
34. A 4 № 1482. Ионный характер связи наиболее выражен в соединении
1) 2) 3) 4)
35. A 4 № 1572. Только ковалентными связями образованы оба вещества пары
1) 2) 3) 4)
36. A 4 № 1737. В какой молекуле есть ковалентная неполярная связь?
1) C2H62) Ch53) NO24) HCl
37. A 4 № 1780. В какой молекуле есть ковалентная неполярная связь?
1) h3O22) h3O3) SF24) CaF2
38. A 4 № 1823. Вещество, в котором ковалентная связь образована по донорно-акцепторному механизму
1) нитрат аммония2) хлорвинил3) этиленгликоль4) карбид кальция
39. A 4 № 1866. Как ионные, так и ковалентные связи участвуют в образовании
1) хлорида натрия2) карбида кальция3) оксида кремния4) глюкозы
А5
21. A 5 № 880. Хлор проявляет положительную степень окисления в соединении с
1) серой2) водородом3) кислородом4) железом
22. A 5 № 923. Наименьшую степень окисления атом фосфора имеет в соединении
1) 2) 3) 4)
23. A 5 № 966. Одинаковую степень окисления сера имеет в каждом из двух соединений:
1) 2) 3) 4)
24. A 5 № 1009. Степень окисления, равную +5, атом хлора проявляет в ионе
1) 2) 3) 4)
25. A 5 № 1052. Наибольшую степень окисления сера проявляет в соединении
1) 2) 3) 4)
26. A 5 № 1095. Степень окисления -3 азот проявляет в соединении
1) 2) 3) 4)
27. A 5 № 1138. Одинаковую степень окисления железо проявляет в соединениях:
1) 2) 3) 4)
28. A 5 № 1181. Максимально возможную степень окисления азот проявляет в
1) нитрите калия2) нитрате алюминия3) азотистой кислоте4) хлориде аммония
29. A 5 № 1224. В какой молекуле степень окисления элемента равна нулю, а валентность равна единице?
1) 2) 3) 4)
30. A 5 № 1267. Фосфор проявляет степень окисления +3 в каждом из двух соединений:
1) 2) 3) 4)
31. A 5 № 1310. Степень окисления, равную +3, атом хлора проявляет в ионе
1) 2) 3) 4)
32. A 5 № 1353. Степень окисления +3 в соединениях могут проявлять неметаллы
1) фосфор и хлор2) углерод и кислород3) азот и фтор4) кремний и селен
33. A 5 № 1396. Степень окисления, равную +5, атом хлора проявляет в ионе
1) 2) 3) 4)
34. A 5 № 1439. Степень окисления азота в сульфате аммония равна
1) −32) −13) +14) +3
35. A 5 № 1483. Одинаковую степень окисления хлор имеет в каждом из двух соединений:
1) 2) 3) 4)
36. A 5 № 1573. Степень окисления серы в сернистом газе такая же, как и в
1) 2) 3) 4)
37. A 5 № 1738. Одну и ту же степень окисления азот имеет в соединениях
1) Nh4 и N2O32) NO2 и NaNO23) N2O и NO4) Mg3N2 и Nh5Cl
38. A 5 № 1781. Одну и ту же степень окисления фосфор имеет в соединениях
1) PCl3 и Ph42) PCl3 и PCl53) P2O2 и h4PO44) Ca3P2 и Ph4
39. A 5 № 1824. Степень окисления атома азота в соединении NO2 такая же, как у серы в
1) FeS22) NaHSO33) КНSO44) SO3
А6
1. A 6 № 8. Молекулярное строение имеет
1) оксид кремния(IV)2) нитрат бария3) хлорид натрия4) оксид углерода(II)
2. A 6 № 64. Кристаллическая решетка твердого хлороводорода:
1) атомная2) молекулярная3) ионная4) металлическая
3. A 6 № 107. В твердых веществах молекулярного строения химическая связь между молекулами
1) ковалентная2) металлическая3) ионная4) ван-дер-ваальсова или водородная
4. A 6 № 150. В твердом виде молекулярное строение имеет
1) оксид кремния(IV)2) хлорид кальция3) сульфат меди (II)4) йод
5. A 6 № 193. Хлорид бария имеет кристаллическую решётку
1) атомную2) металлическую3) ионную4) молекулярную
6. A 6 № 236. Веществом молекулярного строения является
1) озон2) оксид бария3) графит4) сульфид калия
7. A 6 № 279. Ионное строение имеет
1) оксид бора2) оксид углерода (II)3) оксид серы (IV)4) оксид бария
8. A 6 № 322. Атомную кристаллическую решетку имеет
1) хлороводород2) вода3) поваренная соль4) кремнезем
9. A 6 № 365. Молекулярное строение имеет каждое из двух веществ:
1) 2) 3) 4)
10. A 6 № 408. Немолекулярное строение имеет каждое из двух веществ:
1) 2) 3) 4)
11. A 6 № 451. Бром в твердом состоянии имеет кристаллическую решётку
1) молекулярную2) металлическую3) ионную4) атомную
12. A 6 № 494. Молекулярное строение имеет
1) хлорид бария2) оксид калия3) хлорид аммония4) аммиак
13. A 6 № 537. К веществам молекулярного строения не относится
1) хлороводород2) оксид серы (IV)3) иод4) ацетат калия
14. A 6 № 580. К веществам с молекулярным строением относятся
1) графит и оксид углерода (IV)2) вода и оксид углерода (II)3) кремний и оксид железа (III)4) серная кислота и оксид кремния (IV)
15. A 6 № 623. Веществом молекулярного строения является
1) 2) 3) 4)
16. A 6 № 666. У веществ с низкой температурой плавления кристаллическая решетка
1) атомная2) ионная3) молекулярная4) металлическая
17. A 6 № 709. Молекулярное строение имеет
1) цинк2) нитрат бария3) гидроксид калия4) сероводород
18. A 6 № 752. Оксид серы (IV) в кристаллическом состоянии имеет кристаллическую решётку
1) ионную2) металлическую3) молекулярную4) атомную
19. A 6 № 795. Ионную кристаллическую решётку имеет
1) хлор2) хлорид цезия3) хлорид фосфора (III)4) оксид углерода (II)
20. A 6 № 838. Кристаллическая решётка кремния
1) атомная2) молекулярная3) ионная4) металлическая
21. A 6 № 881. Вещества с атомной кристаллическои решёткой
1) очень твердые и тугоплавкие2) хрупкие и легкоплавкие3) проводят электрический ток в растворах4) проводят электрический ток в расплавах
А7
1. A 7 № 9. Среди перечисленных веществ:
А)
Б)
В)
Г)
Д)
Е)
кислыми солями являются
1) АДЕ2) АВЕ3) БДE4) BДЕ
2. A 7 № 65. В перечне веществ
А)
Б)
В)
Г)
Д)
E)
К классу солей относятся
1) АЕ2) ВЕ3) ВГЕ4) БГ
3. A 7 № 108. В перечне веществ
А)
Б)
В)
Г)
Д)
Е)
К амфотерным оксидам относят
1) АБ2) БЕ3) АЕ4) ВГ
4. A 7 № 151. Среди перечисленных веществ:
А)
Б)
В)
Г)
Д)
Е)
кислыми солями являются
1) АГД2) АВЕ3) БДE4) BДЕ
5. A 7 № 194. Формулы кислоты, основания и основного оксида последовательно указаны в ряду:
1) 2) 3) 4)
6. A 7 № 237. Амфотерным оксидом является
1) 2) 3) 4)
7. A 7 № 280. Амфотерные свойства не проявляет гидроксид
1) бериллия2) лития3) алюминия4) цинка
8. A 7 № 323. Среди перечисленных веществ:
A)
Б)
B)
Г)
Д)
Е)
гидроксидами являются
1) АБГ2) АДЕ3) БГД4) ВДЕ
9. A 7 № 366. К несолеобразующим оксидам относится
1) 2) 3) 4)
10. A 7 № 409. Среди перечисленных веществ:
А)
Б)
В)
Г)
Д)
Е)
к основным оксидам относятся
1) ABE2) АБГ3) БГД4) ВДЕ
11. A 7 № 452. Среди перечисленных веществ:
A)
Б)
B)
Г)
Д)
Е)
к классу кислот относятся
1) АБВ2) БВД3) БГД4) ВДЕ
samzan.ru
16. Водородные связи образуются между молекулами. 1) диметилового эфира. 4) бром и метан. 19. Водородная связь не характерна для вещества.
exdocsfiles.com
