Най-важното от урока
Строеж на атома: Броят на електронните слоеве определя периода, а броят на електроните във външния слой – групата (напр. Li: 2, 1 \(\rightarrow\) 2-ри период, I А група).
Химични връзки:
Химични връзки:
- Ковалентна: споделяне на електрони (неметал + неметал), бива неполярна (\(O_2\)) и полярна (\(H_2O\)).
- Йонна: прехвърляне на електрони (метал + неметал), образуват се йони (\(Na^+Cl^-\)).
- Метална: "електронен газ" около метални йони (Fe, Cu).
Работата в химична лаборатория изисква стриктно спазване на правила за безопасност, познаване на лабораторните съдове и на международните предупредителни знаци за опасност.
Знакът "Корозия" (символ: корозия на ръце и повърхност) предупреждава, че веществото може да предизвика тежки изгаряния на кожата и увреждане на очите. Такива вещества са концентрираните киселини и основи.
Как трябва да постъпите, ако разлеете малко киселина върху ръката си?
Отговор: Първо, мястото трябва да се облее обилно с вода, след което да се промие с разтвор на сода за хляб, за да се неутрализира киселината.
Електроните в атома са разпределени в електронни слоеве (K, L, M...). Всеки слой \(n\) може да съдържа максимум \(2n^2\) електрона. Външният електронен слой определя химичните свойства и не може да има повече от 8 електрона.
Максимален брой електрони в слой \(n\): \(2n^2\)
Атомът на кислорода (O) има пореден номер Z=8. Неговите 8 електрона са разпределени така:
- K-слой (n=1): 2 електрона
- L-слой (n=2): 6 електрона (това е външният слой)
Разпределете електроните по слоеве за атома на алуминий (Al) с пореден номер Z=13.
Отговор:
- K-слой: 2 електрона
- L-слой: 8 електрона
- M-слой: 3 електрона
Мястото на един елемент в Периодичната система е пряко свързано със строежа на неговите атоми.
Номер на период = Брой на електронните слоеве.
Номер на главна група (A група) = Брой на електроните във външния слой.
Натрият (Na) има Z=11 и разпределение на електроните 2, 8, 1.
- Има 3 електронни слоя \(\rightarrow\) намира се в 3-ти период.
- Има 1 електрон във външния слой \(\rightarrow\) намира се в I A група.
Определете периода и групата на хлора (Cl), който има Z=17.
Отговор: Разпределението на електроните е 2, 8, 7.
Има 3 електронни слоя \(\rightarrow\) 3-ти период.
Има 7 електрона във външния слой \(\rightarrow\) VII A група.
Има 3 електронни слоя \(\rightarrow\) 3-ти период.
Има 7 електрона във външния слой \(\rightarrow\) VII A група.
Ковалентната връзка се образува между атоми на неметали чрез образуване на общи електронни двойки. Според разликата в електроотрицателността (\(\Delta\chi\)) на атомите, връзката бива два вида.
- Неполярна ковалентна връзка: Образува се между еднакви атоми (\(\Delta\chi = 0\)). Общата електронна двойка е разположена симетрично.
- Полярна ковалентна връзка: Образува се между различни атоми (\(\Delta\chi > 0\)). Електронната двойка е изтеглена към по-електроотрицателния атом, който придобива частичен отрицателен заряд (\(\delta^-\)), а другият – частичен положителен (\(\delta^+\)).
В молекулата на хлороводорода \(H-Cl\), хлорът е по-електроотрицателен. Връзката е полярна: \(H^{\delta+}-Cl^{\delta-}\). В молекулата на хлора \(Cl-Cl\), атомите са еднакви и връзката е неполярна.
Определете вида на ковалентната връзка (полярна или неполярна) в молекулата на кислорода \(O_2\).
Отговор: Връзката е неполярна, защото се образува между два еднакви кислородни атома с еднаква електроотрицателност (\(\Delta\chi = 0\)).
Йонна връзка: Образува се между атом на метал и атом на неметал при голяма разлика в електроотрицателността. Металът отдава електрони и се превръща в положителен йон (катион), а неметалът приема електрони и става отрицателен йон (анион). Връзката е резултат от електростатичното привличане между тези йони.
Метална връзка: Съществува в металите и сплавите. Образува се между положителни метални йони, разположени в кристална решетка, и общ "електронен газ" от свободно движещи се валентни електрони.
Йонна връзка: В натриевия хлорид (\(NaCl\)), натрият отдава електрон (\(Na \rightarrow Na^+\)) на хлора, който го приема (\(Cl \rightarrow Cl^-\)).
Метална връзка: В парче желязо (Fe) връзките се осъществяват от свободно движещи се електрони около положителните железни йони.
Метална връзка: В парче желязо (Fe) връзките се осъществяват от свободно движещи се електрони около положителните железни йони.
Какъв тип химична връзка очаквате да се образува между калций (Ca, метал) и флуор (F, неметал)?
Отговор: Йонна връзка, тъй като се образува между метал и неметал с голяма разлика в електроотрицателността.
В твърдо състояние частиците на повечето вещества са подредени в правилна структура, наречена кристална решетка. Видът на решетката определя физичните свойства на веществото.
- Атомна: Градивни частици са атоми, свързани със здрави ковалентни връзки. Веществата са много твърди, с много висока температура на топене (диамант).
- Йонна: Градивни частици са йони, свързани с йонни връзки. Веществата са твърди, крехки, с висока температура на топене; провеждат ток в стопилка или разтвор (готварска сол).
- Молекулна: Градивни частици са молекули, свързани със слаби междумолекулни сили. Веществата са меки, с ниска температура на топене (лед, йод).
- Метална: Градивни частици са метални катиони и свободни електрони. Веществата са ковки, пластични, електро- и топлопроводими (желязо, мед).
Вещество е твърдо, но се топи при ниска температура (\(114^\circ C\)) и не провежда електричен ток. Какъв тип е кристалната му решетка?
Отговор: Молекулна кристална решетка. Ниската температура на топене и липсата на електропроводимост са характерни за нея. (Това са свойствата на йода).
Задачи за упражнение
Лесна: Даден е елементът магнезий (Mg) с пореден номер Z=12. Определете в кой период и в коя главна група се намира.
Разпределението на 12-те електрона е 2, 8, 2.
- Има 3 електронни слоя \(\rightarrow\) 3-ти период.
- Има 2 електрона във външния слой \(\rightarrow\) II А група.
- Има 3 електронни слоя \(\rightarrow\) 3-ти период.
- Има 2 електрона във външния слой \(\rightarrow\) II А група.
Средна: Сравнете химичните връзки в молекулите на водата (\(H_2O\)) и метана (\(CH_4\)). И в двата случая връзките са ковалентни полярни. В коя молекула полярността е по-силно изразена и защо? (Електроотрицателност: H=2.20; C=2.55; O=3.44)
Изчисляваме разликата в електроотрицателността (\(\Delta\chi\)):
- За връзката O-H в \(H_2O\): \(\Delta\chi = 3.44 - 2.20 = 1.24\)
- За връзката C-H в \(CH_4\): \(\Delta\chi = 2.55 - 2.20 = 0.35\)
Тъй като \(\Delta\chi\) за връзката O-H е значително по-голяма, полярността в молекулата на водата е много по-силно изразена.
- За връзката O-H в \(H_2O\): \(\Delta\chi = 3.44 - 2.20 = 1.24\)
- За връзката C-H в \(CH_4\): \(\Delta\chi = 2.55 - 2.20 = 0.35\)
Тъй като \(\Delta\chi\) за връзката O-H е значително по-голяма, полярността в молекулата на водата е много по-силно изразена.
Трудна: Веществото X е твърдо, с много висока температура на топене (\(801^\circ C\)), разтворимо е във вода и водният му разтвор провежда електричен ток, но в твърдо състояние е изолатор. Какъв вид химична връзка и какъв тип кристална решетка има веществото X? Обосновете се.
Вид връзка: Йонна.
Тип решетка: Йонна.
Обосновка: Високата температура на топене показва здрави връзки между частиците, което изключва молекулна решетка. Фактът, че провежда ток само в разтвор, е ключов за йонните съединения – в разтвор йоните са свободни и подвижни, докато в твърдия кристал са фиксирани. Тези свойства са характерни за вещества с йонна кристална решетка, като \(NaCl\).
Тип решетка: Йонна.
Обосновка: Високата температура на топене показва здрави връзки между частиците, което изключва молекулна решетка. Фактът, че провежда ток само в разтвор, е ключов за йонните съединения – в разтвор йоните са свободни и подвижни, докато в твърдия кристал са фиксирани. Тези свойства са характерни за вещества с йонна кристална решетка, като \(NaCl\).
