- •Міністерство освіти I науки україни українська інженерно-педагогічна академія
- •Програма
- •Уведення
- •I. Будова речовини
- •1. Будова атомів і систематика хімічних елементів
- •2. Хімічний зв’язок
- •3. Типи взаємодії молекул. Конденсований стан речовини
- •II. Загальні закономірності протікання хімічних процесів
- •1.Енергетика хімічних процесів і хімічна спорідненість
- •2. Хімічна кінетика і рівновага в гомогенних системах
- •3. Тверді розчини
- •4. Гетерогенні дисперсні системи
- •5. Електрохімічні процеси
- •6. Корозія і захист металів
- •Контрольні завдання
- •Основні поняття хімії
- •Контрольні питання
- •Будова атома
- •Періодична система елементів д. І. Менделєєва
- •Контрольні питання.
- •Хімічний зв’язок і будова молекул. Конденсований стан речовини.
- •Контрольні питання
- •Енергетика хімічних процесів (термохімічні розрахунки)
- •Стандартні теплоти (ентальпії) утворення деяких речовин
- •Контрольні питання
- •Хімічна спорідненість
- •Стандартна енергія Гіббса утворення деяких речовин
- •Стандартні абсолютні ентропії деяких речовин
- •Контрольні питання
- •Хімічна кінетика і рівновага
- •Контрольні питання
- •Способи виразу концентрації розчину
- •Контрольні питання
- •Властивості розчинів
- •Контрольні питання
- •Іонно-молекулярні (іонні) реакції обміну
- •Константи і ступені дисоціації деяких слабких електролітів
- •Розчинність солей і основ у воді
- •Контрольні питання
- •Гідроліз солей
- •Контрольні питання
- •Окислювально-відновні реакції
- •Контрольні питання
- •Електродні потенціали й електрорушійні сили
- •Стандартні електродні потенціали (e0) деяких металів, b.
- •Контрольні питання
- •Електроліз
- •Контрольні питання
- •Корозія металів
- •Контрольні питання
- •Комплексні сполуки
- •Контрольні питання
- •Контрольні питання
- •Твердість води і методи її усунення
- •Контрольні питання
- •Контрольні питання
- •Контрольні питання
Хімічний зв’язок і будова молекул. Конденсований стан речовини.
Приклад 1. Яку валентність, обумовлену неспарованими електронами (спінвалентність), може виявляти фосфор у нормальному і збудженому станах?
Р
s p
d 15P
↑↓
↑↓
Атоми фосфору мають вільні d-орбіталі, тому може відбуватися перехід одного 3s-електрона в 3d-стан:
s p
d 15P
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Відповідно валентність (спінвалентність) фосфору в нормальному стані дорівнює трьом, а в збудженому – п’яти.
Приклад 2. Що таке гібридизація валентних орбіталей? Яку будову мають молекули типу ABn, якщо зв’язок в них утвориться за рахунок sp-, sp2-, sp3- гібридизації орбіталей атома А?
Рішення. Теорія валентних зв’язків (ВЗ) припускає участь в утворенні ковалентних зв’язків не тільки „чистих” АО, але і „змішаних”, так званих гібридних, АО. При гібридизації первісна форма й енергія орбіталей (електронних хмар) взаємно змінюються й утворюються орбіталі (хмари) нової однакової форми й однакової енергії. Число гібридних орбіталей дорівнює числу вихідних. Відповідь на поставлене питання відображена у табл.
Тип молекул |
Вихідні орбіталі атома А |
Тип гібридизації |
Число гібридних орбіталей атома А |
Просторова конфігурація молекули |
AB2 AB3 AB4 |
s + p s + p + p s + p + p + p |
sp sp2 sp3 |
2 3 4 |
Лінійна Трикутна Тетраедрична |
Приклад 3. Визначте, у чому полягають суть і причини гібридизації атомних орбіталей. Наведіть приклад сполуки з sp3- гібридизацією, покажіть геометрію молекули.
Рішення. В утворенні хімічних зв’язків можуть брати участь електрони різних енергетичних станів і, таким чином різні за формою і енергією атомні орбіталі. Проте експериментально доведено, що у молекулі всі зв’язки завжди ідентичні за енергією і розташовані симетрично навколо центрального атома. Метод валентних зв’язків (ВЗ) передбачає гібридизацію (змішування) вихідних атомних орбіталей і утворення гібридних орбіталей, однакових за формою і енергією. Повнота перекривання гібридних орбіталей з орбіталями сусіднього атома вище, що компенсує витрати енергії на гібридизацію.
У сполуці ССl4 в результаті sp3 гібридизації атома вуглецю 4 гібридні орбіталі симетрично розміщуються в просторі навколо нього і зумовлюють тетраедричну форму молекули.