14. Метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей.

Ответ. Основу метода валентных связей составляют следующие положения: Ковалентная связь образуется между двумя атомами за счет двух электронов с антипараллельными спинами. Связь располагается в том направлении, в котором возможность перекрывания электронных облаков наибольшая. Ковалентная связь является тем более прочной, чем более полно перекрываются электронные облака. Несмотря на свою простоту и наглядность, метод валентных связей имеет ряд существенных недостатков: Не мог объяснить парамагнитных свойств уже известных молекул. Например, кислород при температуре – 220 градусов по Цельсию переходит в жидкое состояние, которое притягивается магнитом. Парамагнитные свойства обусловлены наличием хотя бы одного электрона. К моменту создания метода валентных связей доказано существование молекулярных ионов. Однако метод валентных связей не мог объяснить возникновение молекулярных ионов. Метод МО позволяет описывать важнейшие свойства молекулярных систем: Принципиальную возможность образования молекулярных систем. Насыщаемость химической связи и состав молекул. Энергетическую устойчивость молекул и (соответствующих молекулярных ионов) прочность химической связи. Распределение электронной плотности и полярность химических связей. Донорно-акцепторные свойства молекулярных систем. Метод МО основан на следующих правилах: При сближении атомов до расстояния химических связей из атомных орбиталей (АО) образуются молекулярные. Число полученных молекулярных орбиталей равно числу исходных атомных. Перекрываются атомные орбитали, близкие по энергии. В результате перекрывания двух атомных орбиталей образуются две молекулярные. Одна из них имеет меньшую энергию по сравнению с исходными атомными и называется связывающей, а вторая молекулярная орбиталь обладает большей энергией, чем исходные атомные орбитали, и называется разрыхляющей. Молекулярная орбиталь не участвующая в образовании химической связи носит название несвязывающей. Ее энергия равна энергии исходной атомной орбитали. На одной молекулярной орбитали (как, впрочем, и атомной) возможно нахождение не более двух электронов (принцип Паули). Электроны занимают молекулярную орбиталь с наименьшей энергией (принцип наименьшей энергии). Заполнение орбиталей вырожденных (с одинаковой энергией) происходит последовательно по одному электрону на каждую из них.

15. Кристаллическое состояние веществ атомные и молекулярные кристаллические решетки. Примеры.

Ответ. В кристаллических твёрдых телах частицы вещества располагаются в пространстве упорядоченно, т.е. выстроены правильными рядами, плоскостями, симметричными блоками, что придаёт отдельным кристаллам характерную правильную форму. Кристаллическое состояние твёрдых тел встречается в природе чаще, чем аморфное, поскольку обладает меньшей свободной энергией и, в силу этого, является более стабильным. Примерами кристаллических материалов являются различные горные минералы (кварц, гранит, рубин, алмаз и т.д.), а также соль, речной песок и глина, состоящая в основном из мелких кристаллов Al2O3. Атомная решетка - в узлах решетки — атомы, связанные ковалентными связями. Химическая связь — ковалентная полярная или неполярная. Атомная кристаллическая решетка характерна для углерода (алмаз, графит — рисунок), бора, кремния, германия, оксида кремния SiO (кремнезем, кварц, речной песок), карбида кремния SiC (карборунд), нитрида бора BN. Свойства: высокая твердость, высокие температуры плавления, нерастворимость, нелетучесть, отсутствие запаха. Примеры: Сложные вещества: оксид алюминия (AlO), оксид кремния (IV) SiO. Молекулярные решетки. В узлах — молекулы веществ, которые удерживаются в узлах решетки с помощью слабых межмолекулярных сил. Молекулярное строение имеют: все органические вещества (кроме солей); вещества — газы и жидкости; легкоплавкие и летучие твердые вещества, в молекулах которых ковалентные связи (полярные и неполярные). Подобные вещества часто имеют запах. Примеры: При обычных условиях – газы, жидкости или летучие твердые вещества (О, Н, Cl, N, Br, HO, CO, HCl); сера, белый фосфор, иод; органические вещества.