II. Химическая связь

Вопросы:

1.Определение, основные типы и природа химической связи. Количественные характеристики связи на основе квантово-механической теории: энергия, длина связи, валентный угол.

2. Ковалентная связь. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность. Квантово-механические методы описания ковалентной связи: валентных связей (МВС), молекулярных орбиталей (ММО ЛКАО). Полярность: связи, молекул.

2.1. Механизмы образования связи по МВС: обменный, донорно-акцепторный.

2.2. Особенности химической связи в комплексных соединениях.

2.3. Теория валентности в МВС. Кратность связи (простые (сигма-) и кратные (пи-, дельта-) связи).

2.4. Гибридизация связи: понятие, типы. Пространственная структура молекул.

2.5. ММО ЛКАО: связывающие и разрыхляющие МО, энергетические диаграммы МО. Порядок связи. Магнитные свойства молекул.

2.6. Сравнение (достоинства и недостатки) методов ВС и МО ЛКАО.

3. Ионная связь и ее свойства: ненаправленость, ненасыщамость.

4. Металлическая связь:.

5. Водородная связь.

6. Межмолекулярные взаимодействия: ион-дипольные, водородные и невалентные - Ван-дер-Ваальса (3 типа).

7. Агрегатные состояния веществ (газообразное и конденсированные), особенности их строения и свойств. Диаграммы состояния.

Самостоятельная работа:

1. Явление гибридизации химических связей. Пространственная структура (конфигурация) молекул.

2. Металлическая связь: применение метода МО в зонной теории структуры и свойств металлов, полупроводников и диэлектриков.

3. Молекулярно-кинетические теории газов и жидкостей. Жидкие кристаллы. Понятия: давление насыщенного пара, температура кипения, вязкость, сверхтекучесть и поверхностное натяжение жидкости.

4. Твердые вещества в аморфном и кристаллическом состояниях, особенности их свойств. Типы кристаллических структур веществ и их свойства. Понятия изо- и полиморфизма. Кристаллы с несколькими типами химической связи. Супер- и супрамолекулярные соединения класса клатратов: слоистые (интеркаляты), газовые гидраты и др. Реальные кристаллы. Типы дефектов в кристаллах. Ионная и суперионная проводимости. Соединения переменного состава (нестехиометрические) и явление сверхпроводимости.

5. Диаграммы состояния одно- и двухкомпонентных систем. Диаграммы плавкости.

__________________________________________________________________________

Химическая связь

1. Определение, основные типы и природа химической связи. Количественные характеристики химической связи на основе квантово-механической теории.

Без представлений о природе связей в химических соединениях невозможно объяснить причину образования того или иного соединения, механизм химического процесса и причину реакционной способности частиц вещества.

Совокупность химически связанных атомов представляет собой сложную систему атомов, ядер и электронов. Между этими носителями зарядов действуют электростатические силы притяжения и отталкивания.

Единственным критерием химического взаи-модействия атомов, ионов и молекул является изменение строения (перестройка) их внешних электронных оболочек.

Современная теория химической связи (квантово-механическая теория) основана на положении, что химическая связь осуществляется только в том случае, если при сближении частиц (двух или большего числа) возрастает электрон-ная плотность в межъядерном пространстве их атомов, и общая энергия системы уменьшается. - Не известно ни одного экспериментального факта, противоречащего этому утверждению!

Таким образом, образование химической связи всегда сопровождается выделением энергии.

Химическая связь – это взаимодействие атомов, обусловленное перекрыванием их атомных орбиталей (электронных облаков) с увеличением электронной плотности в пространстве между ядрами и уменьшением полной энергии новой системы.