МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет общематематических и естественнонаучных дисциплин

Кафедра химии

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ ПО ТЕМЕ

«ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ»

По дисциплине «химия»

Учебно-методическое пособие

Череповец

2005

Методические указания к практическим занятиям по теме «Химическая связь и строение молекул» по дисциплине «Химия»: Учеб.-метод. пособие. – Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2005. – 37 с.

Рассмотрено на заседании кафедры химии, протокол № 7 от 07.04.05.

Одобрено редакционно-издательской комиссией Факультета общематематических и естественнонаучных дисциплин ГОУ ВПО ЧГУ, протокол № 3 от 19.04.05.

Составители: О.А. Калько – канд. техн. наук, доцент; Ю.С. Кузнецова.

Рецензенты: Г.В. Козлова – канд. хим. наук, доцент (ГОУ ВПО ЧГУ);

Т.А. Окунева (ГОУ ВПО ЧГУ)

Научный редактор: Г.В. Козлова – канд. хим. наук, доцент

© О.А. Калько, Ю.С. Кузнецова, 2005

© ГОУ ВПО Череповецкий государст­-

венный университет, 2005

ВВЕДЕНИЕ

Данное учебно-методическое пособие включает в себя краткие теоретические сведения, примеры решения задач и варианты кон­троль­ных заданий по теме «Химическая связь и строение молекул» курса общей химии. Содержание учебно-методического пособия соответствует государственному стандарту дисциплины «Химия» для химических и инженерно-технических специальностей.

Природа химической связи и ее характеристики

Химическая связь – явление взаимодействия атомов, обусловленное перекрыванием электронных облаков связывающихся частиц, которое сопровождается уменьшением полной энергии системы по сравнению с энергией изолированных атомов. В зависимости от характера распределения электронной плотности между взаимодействующими атомами различают три основных типа химической связи: ковалентную, ионную и металлическую. Кроме того, между атомами соседних молекул могут возникать взаимодействия, такие как водородная связь и вандерваальсовые силы.

Основными характеристиками химической связи являются ее энергия, длина и валентный угол.

Энергия химической связи Е_А – В (кДж/моль) – мера прочности связи, которая определяется работой, необходимой для разрушения данной связи, или энергией, которая выделяется при образовании связи из отдельных атомов. Чем больше Е_А – В, тем прочнее (устойчивее) частица. Для двухатомных простых молекул типа А₂ (например, Н₂ или N₂) энергия связи равна энергии атомизации молекулы Е_атом, т. е. энергии, которая затрачивается на распад 1 моль молекул типа А₂ до атомарного состояния. Для многоатомных молекул типа АВ_n (например, СН₄ или NH₃) принято говорить о средней энергии связи , которая может быть определена по формуле

, (1)

где - энергия образования вещества, кДж/моль; n – число однотипных связей (обычно совпадает с числом атомов В в молекуле).

Для расчета энергии одной связи необходимо (в кДж/моль) разделить на постоянную Авогадро N_А.

Энергия химической связи может быть определена по положению границы между линейным и сплошным спектром молекулы. Эта граница характеризует минимальное количество энергии, необходимое для разрыва связи, то есть саму энергию связи. Энергия химической связи и длина волны света связаны между собой выражением

, (2)

где h – постоянная Планка; с – скорость света.