4. ลักษณะและประเภทของพันธะเคมี พันธะโควาเลนต์

แอปพลิเคชัน. โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุล

แต่ละโมเลกุล (เช่น CO 2, H 2 O, NH 3) หรือไอออนโมเลกุล (เช่น CO 3 2 −, H 3 O +, NH 4 +) มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณรวมถึงโครงสร้าง ( เรขาคณิต). เรขาคณิตโมเลกุลเกิดขึ้นเนื่องจากการจัดเรียงอะตอมและค่ามุมพันธะคงที่

มุมพันธะคือมุมระหว่างเส้นตรงจินตภาพที่ผ่านนิวเคลียสของอะตอมที่มีพันธะเคมี นอกจากนี้เรายังสามารถพูดได้ว่ามันคือมุมระหว่างเส้นพันธะสองเส้นที่มีอะตอมร่วมกัน

เส้นพันธะคือเส้นที่เชื่อมนิวเคลียสของอะตอมที่มีพันธะเคมีสองอะตอม

เฉพาะในกรณีของโมเลกุลไดอะตอมมิก (H 2, Cl 2 เป็นต้น) คำถามเกี่ยวกับเรขาคณิตของพวกมันจะไม่เกิดขึ้น - พวกมันจะเป็นเส้นตรงเสมอเช่น นิวเคลียสของอะตอมอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน โครงสร้างของโมเลกุลที่ซับซ้อนกว่าอาจมีลักษณะคล้ายรูปทรงเรขาคณิตที่แตกต่างกัน เช่น

• โมเลกุลและไอออนของไตรอะตอมชนิด AX 2 (H 2 O, CO 2, BeCl 2)

• โมเลกุลเตตราอะตอมและไอออนประเภท AX 3 (NH 3, BF 3, PCl 3, H 3 O +, SO 3) หรือ A 4 (P 4, As 4)

• โมเลกุลเพนทาอะตอมมิกและไอออนประเภท AX 4 (CH 4, XeF 4, GeCl 4)

มีอนุภาคของโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น (แปดหน้า, ปิรามิดแบบตรีโกณมิติ, หกเหลี่ยมปกติแบน) นอกจากนี้ โมเลกุลและไอออนสามารถมีรูปร่างของจัตุรมุขที่บิดเบี้ยว ซึ่งเป็นรูปสามเหลี่ยมที่ไม่ปกติ ในโมเลกุลของโครงสร้างเชิงมุม ค่าของ α อาจแตกต่างกัน (90°, 109°, 120°)

โครงสร้างของโมเลกุลถูกสร้างขึ้นอย่างน่าเชื่อถือโดยการทดลองโดยใช้วิธีการทางกายภาพต่างๆ เพื่ออธิบายสาเหตุของการก่อตัวของโครงสร้างเฉพาะและทำนายเรขาคณิตของโมเลกุล จึงได้มีการพัฒนาแบบจำลองทางทฤษฎีต่างๆ วิธีที่ง่ายที่สุดที่จะเข้าใจคือแบบจำลองการผลักกันของคู่เวเลนซ์อิเล็กตรอน (แบบจำลอง OVEP) และแบบจำลองการผสมพันธุ์ของวงโคจรอะตอมของวาเลนซ์ (แบบจำลอง GVAO)

พื้นฐานของแบบจำลองทางทฤษฎีทั้งหมด (รวมถึงแบบจำลองทั้งสองที่กล่าวถึง) ที่อธิบายโครงสร้างของโมเลกุลมีข้อเสนอดังต่อไปนี้: สถานะเสถียรของโมเลกุล (ไอออน) สอดคล้องกับการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งการผลักกันของอิเล็กตรอนในเวเลนซ์ซึ่งกันและกัน ชั้นมีน้อยที่สุด

โดยคำนึงถึงการผลักกันของอิเล็กตรอนทั้งที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี (พันธะอิเล็กตรอน) และที่ไม่มีส่วนร่วม (อิเล็กตรอนคู่เดียว) โดยคำนึงถึงว่าวงโคจรของคู่อิเล็กตรอนที่มีพันธะนั้นมีความเข้มข้นอย่างแน่นหนาระหว่างอะตอมสองอะตอม ดังนั้นจึงใช้พื้นที่น้อยกว่าวงโคจรของอิเล็กตรอนคู่เดียว ด้วยเหตุนี้ ผลกระทบที่น่ารังเกียจของอิเล็กตรอนคู่ที่ไม่มีพันธะ (ตัวเดียว) และผลกระทบต่อมุมของพันธะจึงเด่นชัดมากกว่าผลของพันธะ

รุ่น OVEP ทฤษฎีนี้มีพื้นฐานอยู่บนหลักการพื้นฐานต่อไปนี้ (ระบุไว้ในลักษณะที่เรียบง่าย):

• เรขาคณิตของโมเลกุลถูกกำหนดโดยพันธะ σ เท่านั้น (แต่ไม่ใช่ π-)
• มุมระหว่างพันธะขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนคู่เดียวในอะตอมกลาง

ควรพิจารณาข้อกำหนดเหล่านี้ร่วมกัน เนื่องจากทั้งอิเล็กตรอนของพันธะเคมีและอิเล็กตรอนคู่เดียวจะผลักกัน ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การก่อตัวของโครงสร้างโมเลกุลซึ่งมีแรงผลักกันน้อยที่สุด

ให้เราพิจารณาเรขาคณิตของโมเลกุลและไอออนบางส่วนจากมุมมองของวิธี OVEP อิเล็กตรอนของพันธะ σ จะแสดงด้วยจุดสองจุด (:) อิเล็กตรอนคู่เดียวด้วยสัญลักษณ์ทั่วไป ( หรือ ) หรือเส้นประ

เริ่มจากโมเลกุลห้าอะตอมของมีเทน CH 4 กันก่อน ในกรณีนี้ อะตอมกลาง (คาร์บอนนี้) ได้ใช้ความจุวาเลนซ์จนหมดแล้ว และไม่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนคู่เดียว กล่าวคือ เวเลนซ์อิเล็กตรอนทั้งสี่สร้างพันธะ σ สี่พันธะ อิเล็กตรอนของพันธะ σ ควรอยู่ในตำแหน่งที่สัมพันธ์กันอย่างไร เพื่อให้แรงผลักระหว่างอิเล็กตรอนมีน้อยที่สุด แน่นอนว่าทำมุม 109° นั่นคือ ตามแนวเส้นที่มุ่งไปยังจุดยอดของจัตุรมุขในจินตนาการซึ่งมีอะตอมของคาร์บอนอยู่ตรงกลาง ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะจะอยู่ห่างจากกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (สำหรับการกำหนดค่าแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส ระยะห่างระหว่างพันธะอิเล็กตรอนเหล่านี้จะมากขึ้นและการผลักกันระหว่างอิเล็กตรอนจะน้อยลง) ด้วยเหตุนี้โมเลกุลมีเทนรวมถึงโมเลกุล CCl 4, CBr 4, CF 4 จึงมีรูปร่างของจัตุรมุขปกติ (พวกเขาบอกว่าพวกมันมีโครงสร้างจัตุรมุข):

แอมโมเนียมไอออนบวก NH + 4 และประจุลบ BF 4 - มีโครงสร้างเหมือนกัน เนื่องจากอะตอมของไนโตรเจนและโบรอนสร้างพันธะ σ สี่พันธะในแต่ละพันธะ และไม่มีอิเล็กตรอนคู่เดียว

พิจารณาโครงสร้างของโมเลกุลแอมโมเนียเตตราอะตอม NH 3 โมเลกุลแอมโมเนียมีอิเล็กตรอนพันธะสามคู่และอิเล็กตรอนคู่เดียวบนอะตอมไนโตรเจนนั่นคือ อิเล็กตรอนสี่คู่ด้วย อย่างไรก็ตาม มุมพันธะจะยังคงอยู่ที่ 109° หรือไม่ ไม่ เนื่องจากอิเล็กตรอนคู่เดียวซึ่งมีปริมาตรในอวกาศมากกว่า มีผลในการผลักอิเล็กตรอนอย่างรุนแรงต่ออิเล็กตรอนของพันธะ σ ซึ่งทำให้มุมพันธะลดลงเล็กน้อย ในกรณีนี้ มุมนี้จะอยู่ที่ประมาณ 107° โมเลกุลแอมโมเนียมีรูปร่างเป็นปิรามิดทรงสามเหลี่ยม (โครงสร้างปิรามิด):

เตตระอะตอมมิกไฮโดรเนียมไอออน H 3 O + มีโครงสร้างเสี้ยมเช่นกัน: อะตอมออกซิเจนสร้างพันธะ σ สามพันธะและมีอิเล็กตรอนคู่เดียว

ในโมเลกุล BF 3 สี่อะตอม จำนวนพันธะ σ ก็เท่ากับ 3 เช่นกัน แต่อะตอมของโบรอนไม่มีอิเล็กตรอนคู่เดียว แน่นอนว่าแรงผลักของอินเตอร์อิเล็กตรอนจะน้อยที่สุดถ้าโมเลกุล BF 3 มีรูปร่างเป็นรูปสามเหลี่ยมแบนปกติที่มีมุมพันธะ 120°:

โมเลกุล BCl 3, BH 3, AlH 3, AlF 3, AlCl 3, SO 3 มีโครงสร้างเหมือนกันและด้วยเหตุผลเดียวกัน

โมเลกุลของน้ำจะมีโครงสร้างแบบใด?

โมเลกุลของน้ำแบบไตรอะตอมมีอิเล็กตรอน 4 คู่ แต่มีเพียง 2 คู่เท่านั้นที่เป็นอิเล็กตรอนที่มีพันธะ σ และอีก 2 คู่ที่เหลือเป็นอิเล็กตรอนคู่เดียวของอะตอมออกซิเจน ผลกระทบที่น่ารังเกียจของอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวสองคู่ในโมเลกุล H2O นั้นแรงกว่าในโมเลกุลแอมโมเนียที่มีคู่โดดเดี่ยวเดียว ดังนั้นมุมพันธะ H–O–H จึงมีขนาดเล็กกว่ามุม H–N–H ในโมเลกุลแอมโมเนีย : ในโมเลกุลของน้ำ มุมพันธะจะอยู่ที่ประมาณ 105° :

โมเลกุล CO 2 (O=C=O) ยังมีอิเล็กตรอนที่มีพันธะสองคู่ (เราพิจารณาเพียงพันธะ σ เท่านั้น) อย่างไรก็ตาม อะตอมของคาร์บอนไม่มีอิเล็กตรอนคู่เดียว ซึ่งต่างจากโมเลกุลของน้ำ แน่นอนว่าแรงผลักระหว่างคู่อิเล็กตรอนในกรณีนี้จะน้อยที่สุดหากพวกมันอยู่ที่มุม 180° นั่นคือ ด้วยรูปแบบเชิงเส้นของโมเลกุล CO 2:

โมเลกุล BeH 2, BeF 2, BeCl 2 มีโครงสร้างคล้ายกันและด้วยเหตุผลเดียวกัน ในโมเลกุล SO2 แบบไตรอะตอม อะตอมส่วนกลาง (อะตอมซัลเฟอร์) ยังสร้างพันธะ σ สองตัว แต่มีอิเล็กตรอนคู่เดียว ดังนั้นโมเลกุลซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์จึงมีโครงสร้างเชิงมุม แต่มุมพันธะในนั้นมากกว่าใน โมเลกุลของน้ำ (อะตอมออกซิเจนมีอิเล็กตรอนเพียงคู่เดียว และอะตอมกำมะถันมีอิเล็กตรอนเพียงคู่เดียว):

โมเลกุลไตรอะตอมบางโมเลกุลขององค์ประกอบ ABC (เช่น H–C≡N, Br–C≡N, S=C=Te, S=C=O) ก็มีโครงสร้างเชิงเส้นเช่นกัน โดยที่อะตอมส่วนกลางไม่มีโมเลกุลเดี่ยว คู่ของอิเล็กตรอน แต่โมเลกุล HClO มีโครงสร้างเชิงมุม (α γ 103°) เนื่องจากอะตอมกลางหรืออะตอมออกซิเจนประกอบด้วยอิเล็กตรอนคู่เดียวสองคู่

เมื่อใช้แบบจำลอง OVEP คุณสามารถทำนายโครงสร้างของโมเลกุลของสารอินทรีย์ได้ ตัวอย่างเช่น ในโมเลกุลอะเซทิลีน C 2 H 2 อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมจะสร้างพันธะ σ สองตัว และอะตอมของคาร์บอนไม่มีอิเล็กตรอนคู่เดียว ดังนั้นโมเลกุลจึงมีโครงสร้างเชิงเส้น H–C≡C–H

ในโมเลกุลเอทีน C 2 H 4 อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมจะสร้างพันธะ σ สามพันธะ ซึ่งหากไม่มีอิเล็กตรอนคู่เดียวบนอะตอมของคาร์บอน จะนำไปสู่การจัดเรียงอะตอมรูปสามเหลี่ยมรอบอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอม:

ในตาราง 4.2 สรุปข้อมูลบางส่วนเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุลและไอออน

ตารางที่ 4.2

ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของโมเลกุล (ไอออน) กับจำนวน σ - พันธะและอิเล็กตรอนคู่เดียวของอะตอมกลาง

ประเภทของโมเลกุล (ไอออน)	จำนวนพันธะ σ ที่เกิดจากอะตอมกลาง	จำนวนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว	โครงสร้าง มุมพันธะ	ตัวอย่างอนุภาค (เน้นอะตอมกลาง)
เอบี 2	2	0	เชิงเส้น α = 180°	CO 2 , Be H 2 , HC N , Be Cl 2 , C 2 H 2 , N 2 O , C S 2
		1	เชิงมุม 90°< α < 120°	Sn Cl 2, S O 2, N O 2 -
		2	เชิงมุม, α< 109°	H 2 O , O F 2 , H 2 S , H 2 Se , S F 2 , Xe O 2 , −
เอบี 3	3	0	สามเหลี่ยม, α µ 120°	BF 3, BH 3, B Cl 3, อัล F 3, S O 3, C O 3 2 −, N O 3 −
		1	ปิรามิดตรีโกณมิติ, α< 109°	N H 3 , H 3 O + , N F 3 , S O 3 2 − , P F 3 , P Cl 3 , As H 3
เอบี 4	4	0	จัตุรมุข, α = 109°	N H 4 + , CH 4 , Si H 4 , B F 4 , BH 4 − , S O 4 2 − , A l H 4 −

บันทึก: ในการเขียนสูตรทั่วไปของโมเลกุล (ไอออน) A คืออะตอมกลาง B คืออะตอมปลาย

รุ่น GVAO ตำแหน่งหลักของโมเดลนี้คือไม่ใช่วาเลนซ์ s -, p - และ d - ออร์บิทัลที่ "บริสุทธิ์" ที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ แต่สิ่งที่เรียกว่า วงโคจรลูกผสม- ถัดไป จะพิจารณาการผสมพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับ 2p- และ 2s-AO เท่านั้น

การผสมพันธุ์เป็นปรากฏการณ์ของการผสมของเวเลนซ์ออร์บิทัล ซึ่งส่งผลให้พวกมันเรียงตัวกันในรูปร่างและพลังงาน

แนวคิดของการผสมข้ามพันธุ์จะใช้เสมอเมื่ออิเล็กตรอนที่มีระดับย่อยพลังงานต่างกันซึ่งมีพลังงานไม่แตกต่างกันมากนักมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี: 2s และ 2p, 4s, 4p และ 3d เป็นต้น

วงโคจรลูกผสมไม่มีรูปร่างคล้ายกับ 2p- และ 2s-AO ดั้งเดิม มันมีรูปร่างสามมิติที่ผิดปกติแปด:

ดังที่เราเห็น AO แบบไฮบริดนั้นมีความยาวมากกว่า ดังนั้นจึงทับซ้อนกันได้ดีขึ้นและสร้างพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งขึ้น เมื่อวงโคจรลูกผสมทับซ้อนกัน จะเกิดพันธะ σ เท่านั้น เนื่องจากรูปร่างจำเพาะของพวกมัน AO ลูกผสมจึงไม่มีส่วนในการสร้างพันธะ π (เฉพาะ AO ที่ไม่ใช่ลูกผสมเท่านั้นที่ก่อตัวเป็นพันธะ π) จำนวนออร์บิทัลลูกผสมจะเท่ากับจำนวน AO เริ่มต้นที่มีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์เสมอ วงโคจรลูกผสมจะต้องวางทิศทางในอวกาศในลักษณะเพื่อให้แน่ใจว่าระยะห่างจากกันสูงสุด ในกรณีนี้แรงผลักของอิเล็กตรอนที่อยู่บนพวกมัน (พันธะและการไม่พันธะ) จะน้อยที่สุด พลังงานของโมเลกุลทั้งหมดก็จะน้อยที่สุดเช่นกัน

แบบจำลอง GVAO สันนิษฐานว่าการผสมข้ามพันธุ์เกี่ยวข้องกับออร์บิทัลที่มีค่าพลังงานใกล้เคียงกัน (เช่น เวเลนซ์ออร์บิทัล) และมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงเพียงพอ ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในออร์บิทัลจะลดลงเมื่อขนาดของมันเพิ่มขึ้น ดังนั้นบทบาทในการผสมพันธุ์จึงมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับโมเลกุลขององค์ประกอบที่มีคาบขนาดเล็ก

ควรจำไว้ว่า GAO ไม่ใช่ปรากฏการณ์ทางกายภาพที่แท้จริง แต่เป็นแนวคิดที่สะดวก (แบบจำลองทางคณิตศาสตร์) ที่ช่วยให้เราสามารถอธิบายโครงสร้างของโมเลกุลบางชนิดได้ การก่อตัวของ AO แบบไฮบริดไม่ถูกตรวจพบโดยวิธีการทางกายภาพใดๆ อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีการผสมข้ามพันธุ์มีเหตุผลทางกายภาพบางประการ

พิจารณาโครงสร้างของโมเลกุลมีเทน เป็นที่ทราบกันว่าโมเลกุล CH4 มีรูปร่างของจัตุรมุขปกติโดยมีอะตอมของคาร์บอนอยู่ตรงกลาง พันธะ C-H ทั้งสี่นั้นถูกสร้างขึ้นโดยกลไกการแลกเปลี่ยนและมีพลังงานและความยาวเท่ากัน กล่าวคือ เทียบเท่ากัน มันค่อนข้างง่ายที่จะอธิบายการมีอยู่ของอิเล็กตรอนสี่ตัวที่ไม่มีการจับคู่ในอะตอมของคาร์บอน โดยสมมติว่ามันเปลี่ยนไปสู่สถานะที่ตื่นเต้น:

อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ไม่ได้อธิบายความเท่าเทียมกันของพันธะ C-H ทั้งสี่ในทางใดทางหนึ่ง เนื่องจากตามโครงการข้างต้น พันธะทั้งสามถูกสร้างขึ้นด้วยการมีส่วนร่วมของ 2p-AO ของอะตอมคาร์บอน หนึ่งพันธะมีส่วนร่วมของ 2s-AO และรูปร่างและพลังงานของ 2p และ 2s-AO นั้นแตกต่างกัน

เพื่ออธิบายเรื่องนี้และข้อเท็จจริงอื่นที่คล้ายคลึงกัน L. Pauling ได้พัฒนาแนวคิดของ GVAO สันนิษฐานว่าการผสมของออร์บิทัลเกิดขึ้นในขณะที่เกิดพันธะเคมี กระบวนการนี้ต้องใช้ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสำหรับการจับคู่อิเล็กตรอน ซึ่งจะได้รับการชดเชยด้วยการปล่อยพลังงานเมื่อ AO แบบลูกผสมสร้างพันธะที่แข็งแกร่งกว่า (เมื่อเทียบกับพันธะที่ไม่ใช่แบบไฮบริด)

ขึ้นอยู่กับลักษณะและจำนวนของ AO ที่เกี่ยวข้องกับการผสมข้ามพันธุ์ มีหลายประเภทที่มีความโดดเด่น

ในกรณีของการผสมพันธุ์ sp 3 จะมีออร์บิทัล 1 s และ p 3 ตัวผสมกัน (จึงเป็นชื่อของประเภทของการผสมพันธุ์) สำหรับอะตอมของคาร์บอน กระบวนการสามารถแสดงได้ดังนี้:

1 s 2 2 s 2 2 p x 1 2 p y 1 → การเปลี่ยนผ่านอิเล็กตรอน 1 s 2 2 s 1 2 p x 1 2 p y 1 2 p z 1 → การผสมพันธุ์ 1 s 2 2 (s p 3) 4

หรือใช้การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์:

AO ไฮบริด sp 3 สี่ตัวมีตำแหน่งตรงกลางของพลังงานระหว่าง 2p ถึง 2s AO

รูปแบบการผสมพันธุ์ sp 3 สามารถแสดงได้โดยใช้รูปภาพรูปร่าง AO ของอะตอมคาร์บอน:

ดังนั้นจากผลของการผสมพันธุ์ sp 3 จึงเกิดวงโคจรลูกผสมสี่วงซึ่งแต่ละวงมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ วงโคจรเหล่านี้ตั้งอยู่ที่มุม 109°28′ ในอวกาศ ซึ่งทำให้มั่นใจว่ามีแรงผลักของอิเล็กตรอนที่อยู่บนพวกมันน้อยที่สุด หากคุณเชื่อมต่อจุดยอดของออร์บิทัลไฮบริดคุณจะได้รูปสามมิติ - จัตุรมุข ด้วยเหตุนี้ โมเลกุลขององค์ประกอบ AX 4 (CH 4, SiH 4, CCl 4 ฯลฯ ) ซึ่งทำให้เกิดการผสมพันธุ์ประเภทนี้จะมีรูปร่างของจัตุรมุข

แนวคิดของการผสมพันธุ์ sp 3 ของ AO ยังอธิบายโครงสร้างของโมเลกุล H 2 O และ NH 3 ได้ดี สันนิษฐานว่า 2s - และ 2p -AOs ของอะตอมไนโตรเจนและออกซิเจนมีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์ ในอะตอมเหล่านี้ จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน (5 และ 6 ตามลำดับ) เกินจำนวน sp 3 -hybrid AO (4) ดังนั้น AO แบบลูกผสมบางตัวจึงมีอิเล็กตรอนที่ไม่เข้าคู่ และบางตัวมีอิเล็กตรอนคู่เดียว:

เราจะเห็นว่าในอะตอมไนโตรเจน อิเล็กตรอนคู่เดียวจะอยู่ที่ AO ลูกผสมหนึ่งตัว และในอะตอมออกซิเจนอยู่ที่สองตัว มีเพียง AO ที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่เท่านั้นที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะกับอะตอมไฮโดรเจน และอิเล็กตรอนคู่เดียวจะมีผลที่น่ารังเกียจ (รูปที่ 4.5) ต่อกันและกัน (ในกรณีของออกซิเจน) และต่ออิเล็กตรอนที่ยึดเกาะ (สำหรับออกซิเจนและไนโตรเจน ).

ข้าว. 4.5.

แผนผังการกระทำที่น่ารังเกียจของออร์บิทัลที่มีพันธะและไม่มีพันธะในโมเลกุลของแอมโมเนีย (a) และน้ำ (b)

แบบจำลองการผสมพันธุ์ sp 3 ใช้เพื่ออธิบายโครงสร้างของเพชร ซิลิคอน ไอออน NH 4 + และ H 3 O + อัลเคน ไซโคลอัลเคน ฯลฯ ในกรณีของคาร์บอน การผสมพันธุ์ประเภทนี้จะใช้เสมอเมื่ออะตอมของสิ่งนี้ องค์ประกอบสร้างพันธะ σ เท่านั้น

ในกรณีของการผสมพันธุ์ sp 2 จะมีออร์บิทัล s หนึ่งอันและ p สองอันผสมกัน ให้เราพิจารณาการผสมพันธุ์ประเภทนี้โดยใช้ตัวอย่างของอะตอมโบรอน กระบวนการนี้แสดงโดยใช้แผนภาพพลังงาน

ดังนั้น จากผลของการผสมพันธุ์ sp 2 ของเวเลนซ์ออร์บิทัลของอะตอมโบรอน จึงเกิด AO ลูกผสมสามตัวขึ้น โดยทำมุม 120° และหนึ่งในออร์บิทัล 2p ไม่ได้มีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์ ออร์บิทัลลูกผสมประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่หนึ่งตัว ซึ่งอยู่ในระนาบเดียวกัน และถ้าคุณเชื่อมต่อจุดยอดของพวกมัน คุณจะได้รูปสามเหลี่ยมปกติ ด้วยเหตุนี้ โมเลกุลขององค์ประกอบ AX 3 ที่มี sp 2 ไฮบริดของออร์บิทัลของอะตอม A จึงมีโครงสร้างเป็นรูปสามเหลี่ยม ดังที่แสดงสำหรับโมเลกุล BF 3:

2p-AO ที่ไม่ใช่ลูกผสมของอะตอมโบรอนนั้นเป็นอิสระ (ว่าง) และตั้งฉากกับระนาบของพันธะ B-F ดังนั้นโมเลกุล BF 3 จึงเป็นตัวรับอิเล็กตรอนเมื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ตามกลไกของผู้บริจาค-ตัวรับ เมื่อทำปฏิกิริยากับโมเลกุลแอมโมเนีย

แนวคิดของการผสมพันธุ์ sp 2 ใช้เพื่ออธิบายธรรมชาติของพันธะคู่คาร์บอน-คาร์บอนในอัลคีน โครงสร้างของเบนซีนและกราไฟต์ กล่าวคือ ในกรณีที่อะตอมของคาร์บอนก่อตัวเป็นพันธะ σ สามตัวและพันธะ π หนึ่งอัน

การจัดเรียงเชิงพื้นที่ของวงโคจรของอะตอมคาร์บอนสำหรับการผสมพันธุ์ sp 2 มีลักษณะดังนี้: 2p AO ที่ไม่ใช่ลูกผสมนั้นตั้งฉากกับระนาบซึ่งมีวงโคจรลูกผสมอยู่ (ทั้ง AO แบบลูกผสมและไม่ใช่ลูกผสมมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่) .

พิจารณาการก่อตัวของพันธะเคมีในโมเลกุลเอทิลีน H 2 C=CH 2 ในนั้น AO ลูกผสมซ้อนทับกันและกับ 1s-AO ของอะตอมไฮโดรเจน ทำให้เกิดพันธะ σ ห้าพันธะ: หนึ่ง C–C และสี่ C–H 2p-AO ที่ไม่ใช่ไฮบริดซ้อนทับกันด้านข้างและสร้างพันธะ π ระหว่างอะตอมของคาร์บอน (รูปที่ 4.6)

ข้าว. 4.6.

แผนผังการก่อตัวของพันธะσ (a) และพันธะπ (b) ในโมเลกุลเอทิลีน

ในกรณีของ sp hybridization จะมีการผสม s และ p 1 ออร์บิทัล ให้เราพิจารณาการผสมพันธุ์ประเภทนี้โดยใช้ตัวอย่างของอะตอมเบริลเลียม ลองจินตนาการถึงกระบวนการผสมพันธุ์โดยใช้แผนภาพพลังงาน:

ดังนั้น จากผลของ sp-hybridization จึงเกิด AO ไฮบริดสองตัวขึ้น โดยแต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่หนึ่งตัว 2p-AO สองตัวไม่ได้มีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์ และในกรณีของเบริลเลียม จะยังคงว่างเปล่า วงโคจรลูกผสมจะวางตัวอยู่ที่มุม 180° ดังนั้นโมเลกุลของประเภท AX 2 ที่มี sp-hybridization ของวงโคจรของอะตอม A จึงมีโครงสร้างเชิงเส้น (รูปที่ 4.7)

ข้าว. 4.7.

โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุล BeCl 2

การใช้แบบจำลองของ sp-hybridization ของวงโคจรของอะตอมคาร์บอน จะอธิบายธรรมชาติของพันธะสามในโมเลกุลอัลไคน์ ในกรณีนี้ 2p-AO แบบไฮบริดสองตัวและ 2p-AO ที่ไม่ใช่แบบไฮบริดสองตัว (แสดงด้วยลูกศรแนวนอน →, ←) แต่ละตัวมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่:

ในโมเลกุลอะเซทิลีน HC≡CH เนื่องจาก AO แบบไฮบริดจะเกิดพันธะσ C–H และ C–C:

ลูกผสม 2p-AOs ซ้อนทับกันในระนาบตั้งฉากสองระนาบและสร้างพันธะ π สองอันระหว่างอะตอมของคาร์บอน (รูปที่ 4.8)

ข้าว. 4.8.

การแสดงแผนผังของพันธะ π (a) และระนาบของพันธะ π (b) ในโมเลกุลอะเซทิลีน (เส้นหยักแสดงการทับซ้อนกันด้านข้างของ 2p-AO ของอะตอมคาร์บอน)

แนวคิดของ sp-hybridization ของวงโคจรของอะตอมคาร์บอนทำให้สามารถอธิบายการก่อตัวของพันธะเคมีในโมเลกุล carbyne, CO และ CO 2, propadiene (CH 2 =C=CH 2) เช่น ในทุกกรณีที่อะตอมของคาร์บอนสร้างพันธะ σ สองตัวและ π สองตัว

ลักษณะสำคัญของประเภทการผสมพันธุ์ที่พิจารณาและการกำหนดค่าทางเรขาคณิตของโมเลกุลที่สอดคล้องกับการผสมข้ามพันธุ์บางประเภทของวงโคจรของอะตอมกลาง A (โดยคำนึงถึงอิทธิพลของคู่อิเล็กตรอนที่ไม่มีพันธะ) แสดงไว้ในตาราง 1 4.3 และ 4.4

ตารางที่ 4.3

ลักษณะสำคัญของการผสมพันธุ์ประเภทต่างๆ

การเปรียบเทียบข้อมูลในตาราง ในลำดับที่ 4.2 และ 4.4 เราสามารถสรุปได้ว่าทั้งสองแบบจำลอง - OVEP และ GVAO - นำไปสู่ผลลัพธ์ที่เหมือนกันเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุล

ตารางที่ 4.4

ประเภทของโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลที่สอดคล้องกับการผสมพันธุ์บางประเภท

ตัวเลือกที่ 2ส่วน ก:

เอ 1

- คู่ขององค์ประกอบที่เกิดพันธะเคมีไอออนิก:ก) คาร์บอนและซัลเฟอร์ ข) ไฮโดรเจนและไนโตรเจน ค) โพแทสเซียมและออกซิเจน ง) ซิลิคอนและไฮโดรเจน

เอ 2.

สูตรของสารที่มีพันธะโควาเลนต์:ก) NaCl, b) HCl, c) BaO, d) Ca 3 N 2

เอ 3.

พันธะมีขั้วน้อยที่สุดคือ:ก) C – H, b) C – Cl, c) C – F, d) C – Br

เอ 4

- ข้อความที่ว่า δ เป็นพันธะ ตรงกันข้ามกับ π เป็นจริง:

a) ความทนทานน้อยกว่า b) เกิดขึ้นเมื่อออร์บิทัลของอะตอมทับซ้อนกันด้านข้างc) ไม่ใช่โควาเลนต์ d) เกิดจากการทับซ้อนกันตามแนวแกนของออร์บิทัลของอะตอม

เอ 5.

สารในโมเลกุลที่ไม่มีพันธะ π:- โมเลกุลที่แข็งแกร่งที่สุดคือ:

ก) H 2, b) N 2, c) F 2, d) O 2

เอ 7- ใน CO 3 2- ไอออน อะตอมของคาร์บอนอยู่ในสถานะ sp 2 - ไฮบริด ดังนั้นไอออนจึงมีรูปแบบ:

a) เชิงเส้น b) จัตุรมุข c) สามเหลี่ยม d) แปดหน้า

เอ 8- อะตอมของคาร์บอนมีสถานะออกซิเดชันที่ -3 และวาเลนซีเท่ากับ 4 เมื่อรวมกับสูตร:

ก) CO 2, b) C 2 H 6, c) CH 3 Cl, d) CaC 2

เอ 9- ตาข่ายคริสตัลอะตอมมี:

ก) โซดา b) น้ำ c) เพชร d) พาราฟิน

เอ 10- สารระหว่างโมเลกุลที่มีพันธะไฮโดรเจน:

ก) อีเทน b) โซเดียมฟลูออไรด์ c) คาร์บอนมอนอกไซด์ (4) ง) เอทานอล

เอ 11- เลือกกลุ่มขององค์ประกอบที่จัดเรียงตามลำดับการเพิ่มอิเล็กโตรเนกาติวีตี้:

ก) Cl, Si, N, O, b) Si, P, N, F, c) F, Cl, O, Si, d) O, N, F, Cl

เอ 12- มีพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมซึ่งเกิดขึ้นจากกลไกของผู้บริจาคในสารซึ่งมีสูตรดังนี้

13.

เอ 14.การก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนสามารถอธิบายได้โดย:

ก) ความสามารถในการละลายของกรดอะซิติกในน้ำ b) คุณสมบัติที่เป็นกรดของเอทานอล

c) จุดหลอมเหลวสูงของโลหะหลายชนิด d) ความไม่ละลายของมีเทนในน้ำ

เอ 15.สูตรของสารที่มีพันธะโควาเลนต์มีขั้ว:

ก) Cl 2, b) KCl, c) NH 3, d) O 2

ส่วนข:

บี 1- จากสิ่งที่เสนอ ให้เลือกสารที่มีโมเลกุลประกอบด้วยพันธะ π: H 2, CH 4, Br 2, N 2, H 2 S, CH 3 OH, NH 3 เขียนชื่อสารนี้

บี 2.กระบวนการอันตรกิริยาของออร์บิทัลของอิเล็กตรอน ทำให้เกิดการจัดเรียงรูปร่างและพลังงาน เรียกว่า......

บี 3- ปรากฏการณ์การขยายตัวของอนุภาคคอลลอยด์และการตกตะกอนจากสารละลายคอลลอยด์ชื่ออะไร?

บี 4.ยกตัวอย่างสารที่มีโมเลกุลประกอบด้วยพันธะ δ สามพันธะ และพันธะ π หนึ่งพันธะ ตั้งชื่อสารในกรณีเสนอชื่อ

บี 5.สารใดต่อไปนี้มีพันธะที่มีขั้วมากที่สุด: ไฮโดรเจนคลอไรด์, ฟลูออรีน, น้ำ, แอมโมเนีย, ไฮโดรเจนซัลไฟด์ เขียนสารที่เลือกไว้ด้วยสูตร

ส่วนค:

ตั้งแต่ 1.เขียนสูตรโครงสร้างของสารไอโซเมอร์ทั้งหมดขององค์ประกอบ C 4 H 8 ตั้งชื่อสารแต่ละชนิด

ค 2.สร้างสูตรโครงสร้างของสาร: CHF 3, C 2 H 2 Br 2, O 2

สร้างสูตรกราฟิก: Mg 3 N 2, Na 2 SO 4, KHCO 3

ค 3.

Mg 3 N 2, Cl 2, ZnSO 4, KHS, CH 3 Cl, FeOHCl 2, BrO 2, AsO 4 3-, NH 4 +

การทดสอบหมายเลข 2 “โครงสร้างของสสาร”

ตัวเลือกที่ 3

ประเภทของโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลที่สอดคล้องกับการผสมพันธุ์บางประเภท

ตัวเลือกที่ 2- พันธะเคมีในสารที่มีสูตรคือ CH 4 และ CaCl 2 ตามลำดับ:

a) ขั้วไอออนิกและโควาเลนต์ b) ขั้วโควาเลนต์และไอออนิก

c) โควาเลนต์ไม่มีขั้วและไอออนิก d) ขั้วโควาเลนต์และโลหะ

- คู่ขององค์ประกอบที่เกิดพันธะเคมีไอออนิก:ขั้วของพันธะจะมีมากกว่าในสารด้วยสูตร:

ก) Br 2, b) LiBr, c) HBr, d) KBr

สูตรของสารที่มีพันธะโควาเลนต์:ลักษณะไอออนิกของพันธะในชุดของสารประกอบ Li 2 O - Na 2 O - K 2 O - Rb 2 O:

a) เพิ่มขึ้น b) ลดลง c) ไม่เปลี่ยนแปลง d) ลดลงก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้น

พันธะมีขั้วน้อยที่สุดคือ:- มีพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมซึ่งเกิดขึ้นจากกลไกของผู้บริจาคในสารซึ่งมีสูตรดังนี้

ก) อัล(OH) 3, b) [CH 3 NH 3 ]Cl, c) C 2 H 5 OH, d) C 6 H 12 O 6

a) ความทนทานน้อยกว่า b) เกิดขึ้นเมื่อออร์บิทัลของอะตอมทับซ้อนกันด้านข้างสูตรสองสามสูตรสำหรับสารที่โมเลกุลมีเพียงพันธะ δ เท่านั้น:

ก) CH 4 และ O 2, b) C 2 H 5 OH และ H 2 O, c) N 2 และ CO 2, d) HBr และ C 2 H 4

สารในโมเลกุลที่ไม่มีพันธะ π:- การเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งที่สุดของสิ่งเหล่านี้:

ก) C - Cl, b) C - F, c) C - Br, d) C - I.

เอ 7- กลุ่มของสูตรของสารประกอบที่มีทิศทางของพันธะคล้ายกันเนื่องจาก sp 3 - การผสมพันธุ์ของออร์บิทัลอิเล็กทรอนิกส์:

ก) CH 4, C 2 H 4, C 2 H 2, b) NH 3, CH 4, H 2 O, c) H 2 O, C 2 H 6, C 6 H 6, d) C 3 H 8, บีซีแอล 3, บีซีแอล 2

เอ 8- วาเลนซีและสถานะออกซิเดชันของอะตอมคาร์บอนในโมเลกุลเมทานอลมีค่าเท่ากับ:

ก) 4 และ +4, b) 4 และ -2, c) 3 และ +2, d) 4 และ -3

เอ 9- สารที่มีโครงผลึกไอออนิกมีลักษณะเฉพาะดังนี้:

ก) ความสามารถในการละลายน้ำต่ำ b) จุดเดือดสูง c) ความสามารถในการหลอมละลาย d) ความผันผวน

เอ 10- การก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลนำไปสู่:

ก) จุดเดือดของสารลดลง b) ความสามารถในการละลายของสารในน้ำลดลง

c) การเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของสาร d) การเพิ่มขึ้นของความผันผวนของสาร

เอ 11- สูตรของสารที่มีพันธะไอออนิก:

ก) NH 3, b) C 2 H 4, c) KH, d) CCl 4

เอ 12- มีเพียง δ – พันธะเท่านั้นที่มีอยู่ในโมเลกุล:

ก) ไนโตรเจน b) เอทานอล c) เอทิลีน d) คาร์บอนมอนอกไซด์ (4)

13. โครงสร้างโมเลกุลมีสารที่มีสูตรดังนี้

ก) CH 4, b) NaOH, c) SiO 2, d) อัล

เอ 14.พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นระหว่าง:

ก) โมเลกุลของน้ำ b) โมเลกุลไฮโดรเจน

c) โมเลกุลไฮโดรคาร์บอน d) อะตอมของโลหะและอะตอมของไฮโดรเจน

เอ 15.หากคุณเขย่าส่วนผสมของน้ำมันพืชกับน้ำแรงๆ คุณจะได้รับ:

a) ระบบกันสะเทือน b) อิมัลชัน c) โฟม d) ละอองลอย

ส่วนข:

บี 1- จำนวนคู่อิเล็กตรอนทั่วไประหว่างอะตอมโบรมีนในโมเลกุล Br 2 คือ……

บี 2.พันธะใดที่ก่อให้เกิดพันธะสามในโมเลกุล N 2 (นำเสนอคำตอบของคุณในกรณีนาม)

บี 3- ที่โหนดของโครงตาข่ายโลหะมี……..

บี 4.ยกตัวอย่างสารที่มีโมเลกุลประกอบด้วยพันธะ δ - 5 อัน และ π - 2 อัน ตั้งชื่อสารในกรณีเสนอชื่อ

บี 5.จำนวนพันธะ π สูงสุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างสองอะตอมในโมเลกุลคือเท่าใด (แสดงคำตอบเป็นตัวเลข)

ส่วนค:

ตั้งแต่ 1.เขียนสูตรโครงสร้างของสารไอโซเมอร์ทั้งหมดขององค์ประกอบ C 5 H 10 O ตั้งชื่อสารแต่ละชนิด

ค 2.สร้างสูตรโครงสร้างของสาร: CHCl 3, C 2 H 2 Cl 2, F 2

สร้างสูตรกราฟิก: AlN, CaSO 4, LiHCO 3

ค 3.กำหนดระดับการเกิดออกซิเดชันในสารประกอบเคมีและไอออน:

HNO 3, HClO 4, K 2 SO 3, KMnO 4, CH 3 F, MgOHCl 2, ClO 3 -, CrO 4 2-, NH 4 +

ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง.

โครงสร้างทางเคมีคือลำดับการรวมกันของอะตอมในโมเลกุลและการจัดเรียงในอวกาศ โครงสร้างทางเคมีแสดงโดยใช้สูตรโครงสร้าง เส้นประแสดงถึงพันธะเคมีโควาเลนต์ หากการเชื่อมต่อมีหลายรายการ: สองเท่า, สามเท่าจากนั้นให้ใส่สอง (เพื่อไม่ให้สับสนกับเครื่องหมาย "เท่ากับ") หรือสามขีดกลาง มุมระหว่างพันธะจะแสดงทุกครั้งที่เป็นไปได้

ในการประกอบสูตรโครงสร้างของสารอินทรีย์อย่างถูกต้อง คุณต้องจำไว้ว่าอะตอมของคาร์บอนประกอบด้วยพันธะ 4 อัน

(เช่น วาเลนซีของคาร์บอนตามจำนวนพันธะจะเท่ากับ 4 ในเคมีอินทรีย์ วาเลนซีขึ้นอยู่กับจำนวนพันธะที่ใช้เป็นส่วนใหญ่)

มีเทน(เรียกอีกอย่างว่าก๊าซหนองน้ำ) ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมเชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์กับไฮโดรเจนสี่อะตอม สูตรโมเลกุล CH4 สูตรโครงสร้าง:
ชม
ล
เอช–ซี–เอช
ล
ชม

มุมระหว่างพันธะในโมเลกุลมีเทนคือประมาณ 109° คู่อิเล็กตรอนที่สร้างพันธะโควาเลนต์ของอะตอมคาร์บอน (ตรงกลาง) กับอะตอมไฮโดรเจนจะอยู่ในอวกาศที่ระยะห่างสูงสุดจากกัน

ในเกรด 10-11 มีการศึกษาว่าโมเลกุลมีเธนมีรูปร่างของปิรามิดสามเหลี่ยม - จัตุรมุขเหมือนปิรามิดอียิปต์ที่มีชื่อเสียง

เอทิลีน C 2 H 4 ประกอบด้วยคาร์บอน 2 อะตอมที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะคู่:

มุมระหว่างพันธะคือ 120° (คู่อิเล็กตรอนจะผลักกันและอยู่ห่างจากกันมากที่สุด) อะตอมอยู่ในระนาบเดียวกัน

หากเราไม่อธิบายแต่ละอะตอมของไฮโดรเจนแยกกัน เราจะได้สูตรโครงสร้างแบบย่อ:

อะเซทิลีน C 2 H 2 มีพันธะสาม:
เอช – ค ≡ ซี – เอช

มุมระหว่างพันธะคือ 180° โมเลกุลมีรูปร่างเป็นเส้นตรง

เมื่อเกิดการเผาไหม้ไฮโดรคาร์บอนก่อตัวเป็นออกไซด์ของคาร์บอน (IV) และไฮโดรเจน เช่น คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ และความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา:

CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O

C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

2C 2 H 2 + 5O 2 → 4CO 2 + 2H 2 O (ในสมการกับอะเซทิลีนเราใส่สัมประสิทธิ์ 2 ก่อนสูตรอะเซทิลีนเพื่อให้จำนวนอะตอมออกซิเจนทางด้านขวาเท่ากัน)

มีความสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติ ปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอไรเซชันเอทิลีน - การรวมกันของโมเลกุลจำนวนมากเพื่อสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ของโพลีเมอร์ - เอทิลีน- พันธะระหว่างโมเลกุลเกิดขึ้นจากการทำลายพันธะหนึ่งของพันธะคู่ โดยทั่วไปสามารถเขียนได้ดังนี้:

nCH 2 = CH 2 → (- CH 2 – CH 2 -) n

โดยที่ n คือจำนวนโมเลกุลที่เชื่อมต่อกัน เรียกว่าระดับการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นที่ความดันและอุณหภูมิสูงขึ้น โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา

ฟิล์มสำหรับโรงเรือน ฝาครอบกระป๋อง ฯลฯ ทำจากโพลีเอทิลีน

การก่อตัวของเบนซีนจากอะเซทิลีนยังถูกจัดประเภทเป็นปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน

การสอบแบบรวมรัฐ โครงสร้างของสสาร (ประเภทของพันธะเคมี, ประเภทของโครงผลึก, สถานะออกซิเดชัน)
ประเภทของพันธะเคมี

บทเรียนนี้เน้นไปที่การแก้ปัญหาจากการสอบ Unified State ในหัวข้อ “โครงสร้างของสสาร (ประเภทของพันธะเคมี ประเภทของโครงผลึก สถานะออกซิเดชัน)” วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เรียนรู้ที่จะเปรียบเทียบประเภทของโครงผลึกกับคุณสมบัติของสสาร ขึ้นอยู่กับชนิดของพันธะเคมี ให้ทำนายชนิดของโครงผลึกของสาร ตรวจสอบความเข้าใจแนวคิด: เลขออกซิเดชันและเวเลนซ์

คำถาม	ความคิดเห็น
A1. สารเชิงซ้อนเรียกว่า: 1.สารประกอบที่เกิดจากสารต่างๆ 2.สารประกอบที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีต่างๆ 3.สารประกอบที่มีองค์ประกอบคงที่ 4.สารประกอบที่มีองค์ประกอบแปรผัน	สารเชิงเดี่ยวคือสารประกอบที่เกิดจากอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีชนิดเดียว ในขณะที่สารเชิงซ้อนเกิดจากอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน คำตอบที่ถูกต้อง 2.
A2. สารที่มีสูตรมีจุดหลอมเหลวสูงสุดคือ	คุณจำเป็นต้องรู้ว่าสารเหล่านี้มีโครงผลึกอะไรบ้าง: CH 4 - โมเลกุล, SiO 2 - อะตอม, Sn - โลหะ, KF - ไอออนิก สารที่มีโครงผลึกอะตอมมิกนั้นมีจุดหลอมเหลวสูงสุด คำตอบที่ถูกต้อง 2.
A3. สารที่มีโครงสร้างโมเลกุลเป็นสารทั้งหมดในซีรีย์: 1.กำมะถัน เกลือแกง น้ำตาล 2. น้ำตาล เกลือแกง ไกลซีน 3.น้ำตาล,ไกลซีน,คอปเปอร์ซัลเฟต 4.กำมะถัน กลีเซอรีน น้ำตาล	ซัลเฟอร์ น้ำตาล ไกลซีน กลีเซอรีน เป็นสารที่มีโครงสร้างโมเลกุล เกลือแกงและคอปเปอร์ซัลเฟตมีโครงผลึกไอออนิก เหล่านี้เป็นสารที่มีโครงสร้างที่ไม่ใช่โมเลกุล คำตอบที่ถูกต้องคือ 4
A4. สารที่มีโครงสร้างโมเลกุล ได้แก่ : 2. ค 6 ชม. 12 โอ 6 4. C 2 H 5 ONa	มาวิเคราะห์กัน: สารเหล่านี้เป็นของคริสตัลโปรยประเภทใด? CaO, KF, C 2 H 5 ONa มีโครงผลึกไอออนิก C 6 H 12 O 6 - โมเลกุล คำตอบที่ถูกต้อง 2.
A5. ในบรรดาสารที่ระบุไว้ โครงสร้างที่ไม่ใช่โมเลกุลมี:	หากสารประกอบด้วยอะตอมหลายอะตอม (I 2) แสดงว่ามันเป็นสารที่มีโครงสร้างโมเลกุล คำตอบที่ถูกต้อง 3.
A6. พันธะเคมีในโพแทสเซียมโบรไมด์: 1. โควาเลนต์ไม่มีขั้ว 2. ขั้วโควาเลนต์ 3.โลหะ	โพแทสเซียมโบรไมด์ (KBr) เป็นเกลือทั่วไปที่เกิดจากอะตอมซึ่งมีอิเลคโตรเนกาติวีตี้แตกต่างกันอย่างมาก พันธะนั้นเป็นไอออนิก คำตอบที่ถูกต้องคือ 4
A7. พันธะใดเกิดขึ้นระหว่างอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขลำดับ 8 และ 16 2. ขั้วโควาเลนต์ 3. โควาเลนต์ไม่มีขั้ว 4. ไฮโดรเจน	เหล่านี้คือ S และ O สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่โลหะ อิเลคโตรเนกาติวีตี้ของพวกมันอยู่ใกล้กัน ซึ่งหมายความว่าพันธะโควาเลนต์นั้นมีขั้ว คำตอบที่ถูกต้อง 2.
A8. พันธะในสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมไฮโดรเจนกับองค์ประกอบที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอน2 , 8 , 6 เป็น: 2. ขั้วโควาเลนต์ 3. โควาเลนต์ไม่มีขั้ว 4.โลหะ	เราค้นหาธาตุโดยการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในอะตอม ผลรวมของพวกเขาเท่ากับจำนวนโปรตอนซึ่งเป็นเลขอะตอม นี่คือหมายเลข 1 - S พวกมันก่อตัวเป็น H 2 S ระหว่างกัน ทั้งสองเป็นอโลหะ โดยมีความแตกต่างเล็กน้อยในด้านอิเลคโตรเนกาติวีตี้ คำตอบที่ถูกต้อง 2.
A9. ในสารประกอบไฮโดรเจนโควาเลนต์ขององค์ประกอบ NE จำนวนคู่อิเล็กตรอนทั่วไปจะเท่ากับ:	อะตอมไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว ดังนั้นเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมอื่น มันจะสามารถสร้างคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันได้เพียงคู่เดียวเท่านั้น คำตอบที่ถูกต้อง 1.
A10. พันธะหนึ่งในแอมโมเนียมไอออนเกิดขึ้น: 1.โดยกลไกผู้บริจาค-ผู้รับ 2. แรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตของไนโตรเจนและไอออนไฮโดรเจน 3. การขัดเกลาทางสังคมของไนโตรเจนและไฮโดรเจนไอออน 4.เนื่องจากการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน	แอมโมเนียมไอออนมีพันธะโควาเลนต์ 4 พันธะ สามคนถูกสร้างขึ้นโดยกลไกการแลกเปลี่ยน กลไกหนึ่งเกิดขึ้นจากกลไกของผู้บริจาคและผู้รับ คำตอบที่ถูกต้อง 1.
A11. สถานะออกซิเดชันของฟอสฟอรัสในสารประกอบชม 3 ปณ. 4 เท่ากับ:	ผลรวมของสถานะออกซิเดชันโดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมควรเท่ากับ 0 H +, O -2 ดังนั้น P +5 คำตอบที่ถูกต้องคือ 4
ก 12. อะตอมของธาตุมีสถานะออกซิเดชันคงที่:	เนื่องจากองค์ประกอบกลุ่ม I-A มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว จึงสามารถแสดงสถานะออกซิเดชัน +1 ได้เพียงสถานะเดียวเท่านั้น คำตอบที่ถูกต้องคือ 4
A13. ตาข่ายคริสตัลกราไฟท์: 1. อะตอม 2. โมเลกุล 4.โลหะ	กราไฟท์เกิดจากคาร์บอนซึ่งไม่ใช่โลหะ ซึ่งหมายความว่าโครงตาข่ายคริสตัลไม่สามารถเป็นไอออนิก โลหะ หรือโมเลกุลได้ คำตอบที่ถูกต้อง 1.
A14. ที่โหนดของโครงผลึกของสารที่มีโครงสร้างโมเลกุลคือ: 1. โมเลกุล 3. อะตอมและไอออน 4. โมเลกุลและไอออน	โมเลกุลตั้งอยู่ที่โหนดของโครงผลึกของสารที่มีโครงสร้างโมเลกุล คำตอบที่ถูกต้อง 1.
A15. ในบรรดาสารต่อไปนี้ มีโครงตาข่ายอะตอมมิก: 3. แนฟทาลีน	แมกนีเซียมเป็นโลหะ มีโครงตาข่ายคริสตัลโลหะ ซัลเฟอร์, แนฟทาลีน - ตาข่ายคริสตัลโมเลกุล คำตอบที่ถูกต้องคือ 4
A16. สำหรับสารที่มีโครงผลึกโลหะ คุณสมบัติที่ไม่เคยมีมาก่อนคือ: 1. การนำไฟฟ้า 2. การนำความร้อน 3. ความเปราะบาง 4. ความเป็นพลาสติก	โลหะมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: การนำไฟฟ้าและความร้อน, ความเหนียว, ความมันวาวของโลหะ ความเปราะบางเป็นคุณสมบัติตรงกันข้ามกับความเหนียว ซึ่งหมายความว่าโลหะไม่สามารถมีได้ คำตอบที่ถูกต้อง 3.

บทเรียนอภิปรายการแก้ปัญหาจากการสอบ Unified State ในหัวข้อ “โครงสร้างของสสาร (ประเภทของพันธะเคมี ประเภทของโครงผลึก สถานะออกซิเดชัน)” เราเรียนรู้ที่จะเปรียบเทียบประเภทของโครงผลึกกับคุณสมบัติของสสาร ขึ้นอยู่กับชนิดของพันธะเคมี ให้ทำนายชนิดของโครงผลึกของสาร มีการตรวจสอบความเข้าใจแนวคิด: สถานะออกซิเดชันและความจุ

อ้างอิง

1. Rudzitis G.E. เคมี. ความรู้พื้นฐานทางเคมีทั่วไป ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11: หนังสือเรียนสำหรับสถาบันการศึกษาทั่วไป: ระดับพื้นฐาน / G. E. Rudzitis, F.G. เฟลด์แมน. - ฉบับที่ 14 - อ.: การศึกษา, 2555.
2. โปเปล พี.พี. เคมี: ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11: หนังสือเรียนสถานศึกษาทั่วไป / ป.ล. โปเปล, แอล.เอส. คริฟลียา. - K.: IC "Academy", 2551. - 240 หน้า: ป่วย
3. เอกสารการศึกษาและการฝึกอบรมเพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับการสอบแบบครบวงจร เคมี/Kaverina A.A., Dobrotin D.Yu., Medvedev Yu.N., Koroshchenko A.S. - อ.: ศูนย์ปัญญา, 2554.

1. Interneturok.ru ()
2. Ege.edu.ru ()
3. Chemport.ru ()
4. Khimik.ru ()

การบ้าน

1. ลำดับที่ 11-33 (หน้า 23) Rudzitis G.E. เคมี. ความรู้พื้นฐานทางเคมีทั่วไป ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11: หนังสือเรียนสำหรับสถาบันการศึกษาทั่วไป: ระดับพื้นฐาน / G. E. Rudzitis, F.G. เฟลด์แมน. - ฉบับที่ 14 - อ.: การศึกษา, 2555.
2. เมื่อออกซิเดชันที่สมบูรณ์ของสารอย่างง่าย 2 กรัม จะเกิดออกไซด์ขององค์ประกอบ E 2 O 18 กรัม ค้นหามวลโมลของสารอย่างง่าย
3. กำหนดความจุและระดับการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอนในสารประกอบ: C 2 H 5 OH, CH 3 COOH

การทดสอบครั้งที่ 2 DKR “โครงสร้างของสาร”

ตัวเลือกที่ 2- พันธะเคมีในสารที่มีสูตรคือ CH 4 และ CaCl 2 ตามลำดับ:

a) ขั้วไอออนิกและโควาเลนต์ b) ขั้วโควาเลนต์และไอออนิก

c) โควาเลนต์ไม่มีขั้วและไอออนิก d) ขั้วโควาเลนต์และโลหะ

- คู่ขององค์ประกอบที่เกิดพันธะเคมีไอออนิก:ขั้วของพันธะจะมีมากกว่าในสารด้วยสูตร:

ก) Br 2, b) LiBr, c) HBr, d) KBr

สูตรของสารที่มีพันธะโควาเลนต์:ลักษณะไอออนิกของพันธะในชุดของสารประกอบ Li 2 O - Na 2 O - K 2 O - Rb 2 O:

a) เพิ่มขึ้น b) ลดลง c) ไม่เปลี่ยนแปลง d) ลดลงก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้น

พันธะมีขั้วน้อยที่สุดคือ:- มีพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมซึ่งเกิดขึ้นจากกลไกของผู้บริจาคในสารซึ่งมีสูตรดังนี้

ก) อัล(OH) 3, b) [CH 3 NH 3 ]Cl, c) C 2 H 5 OH, d) C 6 H 12 O 6

a) ความทนทานน้อยกว่า b) เกิดขึ้นเมื่อออร์บิทัลของอะตอมทับซ้อนกันด้านข้างสูตรสองสามสูตรสำหรับสารที่โมเลกุลมีเพียงพันธะ δ เท่านั้น:

ก) CH 4 และ O 2, b) C 2 H 5 OH และ H 2 O, c) N 2 และ CO 2, d) HBr และ C 2 H 4

สารในโมเลกุลที่ไม่มีพันธะ π:- การเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งที่สุดของสิ่งเหล่านี้:

ก) C - Cl, b) C - F, c) C - Br, d) C - I.

เอ 7- กลุ่มของสูตรของสารประกอบที่มีทิศทางของพันธะคล้ายกันเนื่องจาก sp 3 - การผสมพันธุ์ของออร์บิทัลอิเล็กทรอนิกส์:

ก) CH 4, C 2 H 4, C 2 H 2, b) NH 3, CH 4, H 2 O, c) H 2 O, C 2 H 6, C 6 H 6, d) C 3 H 8, บีซีแอล 3, บีซีแอล 2

เอ 8- วาเลนซีและสถานะออกซิเดชันของอะตอมคาร์บอนในโมเลกุลเมทานอลมีค่าเท่ากับ:

ก) 4 และ +4, b) 4 และ -2, c) 3 และ +2, d) 4 และ -3

เอ 9- สารที่มีโครงผลึกไอออนิกมีลักษณะเฉพาะดังนี้:

ก) ความสามารถในการละลายน้ำต่ำ b) จุดเดือดสูง c) ความสามารถในการหลอมละลาย d) ความผันผวน

เอ 10- การก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลนำไปสู่:

ก) จุดเดือดของสารลดลง b) ความสามารถในการละลายของสารในน้ำลดลง

c) การเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของสาร d) การเพิ่มขึ้นของความผันผวนของสาร

เอ 11- สูตรของสารที่มีพันธะไอออนิก:

ก) NH 3, b) C 2 H 4, c) KH, d) CCl 4

เอ 12

A13.โครงสร้างโมเลกุลมีสารที่มีสูตรดังนี้

เอ 14.พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นระหว่าง:

ก) โมเลกุลของน้ำ b) โมเลกุลไฮโดรเจน

c) โมเลกุลไฮโดรคาร์บอน d) อะตอมของโลหะและอะตอมของไฮโดรเจน

เอ 15.หากคุณเขย่าส่วนผสมของน้ำมันพืชกับน้ำแรงๆ คุณจะได้รับ:

a) ระบบกันสะเทือน b) อิมัลชัน c) โฟม d) ละอองลอย

เอ 16- สูตรของสารที่มีพันธะโควาเลนต์มีขั้ว:

ก) Cl 2, b) KCl, c) NH 3, d) O 2

เอ 17.สารระหว่างโมเลกุลที่มีพันธะไฮโดรเจน:

ก) เอทานอล b) มีเทน c) ไฮโดรเจน d) เบนซิน

เอ 18.จำนวนคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันในโมเลกุลไฮโดรเจน:

ก) หนึ่ง ข) สอง ค) สาม ง) สี่

เอ 19- ขั้วของพันธะเคมีจะเพิ่มขึ้นในสารประกอบจำนวนหนึ่งซึ่งมีสูตรดังนี้

ก) NH 3, HI, O 2, b) CH 4, H 2 O, HF, c) PH 3, H 2 S, H 2, d) HCl, CH 4, CL 2

เอ 20.ตาข่ายคริสตัลของโซเดียมคลอไรด์:

a) อะตอม b) ไอออนิก c) โลหะ d) โมเลกุล

เอ 21- จำนวนพันธะ δ และ π ในโมเลกุลอะเซทิลีน:

ก) 5 δ และ π - ไม่, b) 2 δ และ 3 π, c) 3 δ และ 2 π, d) 4 δ และ 1 π

เอ 22- สารที่มีสูตรคือ CH 3 – CH 2 – OH และ CH 3 – O – CH 3 ได้แก่

a) ความคล้ายคลึง b) ไอโซเมอร์ c) สารเดียวกัน d) ทั้งความคล้ายคลึงและไอโซเมอร์

เอ 23- ความคล้ายคลึงกันของสารที่มีสูตรเป็น CH 2 = CH – CH 3 คือ:

ก) บิวเทน b) บิวทีน - 1, c) บิวทีน - 2, ง) บิวทีน - 1

เอ 24- พันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้วเกิดขึ้นระหว่างอะตอม:

ก) ไฮโดรเจนและออกซิเจน b) คาร์บอนและไฮโดรเจน c) คลอรีน d) แมกนีเซียม

ก.25- มีเพียง δ – พันธะเท่านั้นที่มีอยู่ในโมเลกุล:

ก) ไนโตรเจน b) เอทานอล c) เอทิลีน d) คาร์บอนมอนอกไซด์ (4)

เอ 26- อะตอมไนโตรเจนมีเวเลนซ์เท่ากับ 3 และสถานะออกซิเดชันเป็น 0 ในโมเลกุลของสารซึ่งมีสูตรเป็น:

ก) NH 3, b) N 2, c) CH 3 NO 2, d) N 2 O 3

เอ 27- โครงสร้างโมเลกุลมีสารที่มีสูตรดังนี้

ก) CH 4, b) NaOH, c) SiO 2, d) อัล

A28.พันธะ C–H นั้นแข็งแกร่งกว่าพันธะ Si–H เนื่องจาก:

a) ความยาวพันธะสั้นกว่า b) ความยาวพันธะยาวกว่า

c) ขั้วของพันธะมีค่าน้อยกว่า d) ขั้วของพันธะมีค่ามากกว่า

เอ 29.มีพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมซึ่งเกิดขึ้นจากกลไกของผู้บริจาคในสารซึ่งมีสูตรดังนี้

ก) CH 3 NO 2, b) NH 4 NO 2, c) C 5 H 8, d) H 2 O

เอ 30.ก) NaCl, b) HCl, c) BaO, d) Ca 3 N 2

ก) C – H, b) C – Cl, c) C – F, d) C – Br
ส่วนข:
บี 1- จำนวนคู่อิเล็กตรอนทั่วไประหว่างอะตอมโบรมีนในโมเลกุล Br 2 คือ……
บี 2.พันธะใดที่ก่อให้เกิดพันธะสามในโมเลกุล N 2 (นำเสนอคำตอบของคุณในกรณีนาม)
บี 3- ที่โหนดของโครงตาข่ายโลหะมี……..
บี 4.ยกตัวอย่างสารที่มีโมเลกุลประกอบด้วยพันธะ δ - 5 อัน และ π - 2 อัน ตั้งชื่อสารในกรณีเสนอชื่อ
บี 5.
บี 6- จำนวนคู่อิเล็กตรอนทั่วไประหว่างอะตอมโบรมีนในโมเลกุล N 2 คือ……
บี 7.พันธะใดที่ก่อให้เกิดพันธะสามในโมเลกุล C 2 H 2 (นำเสนอคำตอบของคุณในกรณีนาม)
บี 8- ที่โหนดของโครงผลึกไอออนิกจะมี……..
บี 9.ยกตัวอย่างสารที่มีโมเลกุลประกอบด้วยพันธะ δ ห้าพันธะ และพันธะ π หนึ่งพันธะ ตั้งชื่อสารในกรณีเสนอชื่อ
บี 10.จำนวนพันธะ π สูงสุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างสองอะตอมในโมเลกุลคือเท่าใด (แสดงคำตอบเป็นตัวเลข)
ส่วนค:
ตั้งแต่ 1.เขียนสูตรโครงสร้างของสารไอโซเมอร์ทั้งหมดขององค์ประกอบ C 5 H 10 O ตั้งชื่อสารแต่ละชนิด
ค 2 . สร้างสูตรโครงสร้างของสาร: CHCl 3, C 2 H 2 Cl 2, F 2

สร้างสูตรกราฟิก: AlN, CaSO 4, LiHCO 3
ค 3.

HNO 3, HClO 4, K 2 SO 3, KMnO 4, CH 3 F, MgOHCl 2, ClO 3 -, CrO 4 2-, NH 4 +

ค 4.เขียนสูตรโครงสร้างของสารไอโซเมอร์ทั้งหมดขององค์ประกอบ C 4 H 8 O 2 ตั้งชื่อสารแต่ละชนิด
ค 5 . สร้างสูตรโครงสร้างของสาร: CHBr 3, C 2 H 2 Br 2, Br 2

สร้างสูตรกราฟิก: Al 2 S 3, MgSO 4, Li 2 CO 3
ตั้งแต่ 6.กำหนดระดับการเกิดออกซิเดชันในสารประกอบเคมีและไอออน:

CCl 4, Ba(NO 3) 2, อัล 2 S 3, HClO 3, นา 2 Cr 2 O 7, K 2 O 4, SrO 2-, Cr 2 O 3 2

หน้า 1