Най-важното от урока
Строеж на атома: Броят на електронните слоеве определя периода, а броят на външните електрони - групата.
Химични връзки:
Кристални решетки: Типът връзка определя типа решетка (йонна, атомна, молекулна, метална), а оттам и физичните свойства на веществата.
Химични връзки:
- Йонна (метал + неметал), пример: \( \text{KBr} \)
- Ковалентна (неметал + неметал), пример: \( \text{Cl}_2, \text{H}_2\text{O} \)
- Метална (в метали), пример: \( \text{Fe} \)
Кристални решетки: Типът връзка определя типа решетка (йонна, атомна, молекулна, метална), а оттам и физичните свойства на веществата.
Мястото на един химичен елемент в Периодичната система се определя от строежа на неговите атоми.
- Номер на период = Брой на електронните слоеве
- Номер на група = Брой на електроните във външния електронен слой
Характерът на елемента (метал или неметал) зависи от съотношението между броя на електроните във външния слой и общия брой електронни слоеве.
- Метал: Ако броят на електроните във външния слой е по-малък или равен на броя на слоевете (при повече от 1 слой).
- Неметал: Ако броят на електроните във външния слой е по-голям от броя на слоевете.
Атомът на Алуминий (Al) има 13 електрона, разпределени в 3 електронни слоя (2, 8, 3).
- 3 електронни слоя \(\rightarrow\) 3-ти период.
- 3 електрона във външния слой \(\rightarrow\) IIIA (13) група.
- Брой външни електрони (3) = Брой слоеве (3) \(\rightarrow\) Метал.
Определете периода, групата и вида (метал/неметал) на елемента Сяра (S) с 16 електрона (разпределение 2, 8, 6).
Сярата има 3 електронни слоя (3-ти период) и 6 електрона във външния слой (VIA група). Тъй като броят на външните електрони (6) е по-голям от броя на слоевете (3), сярата е неметал.
Химичната връзка е силата, която свързва атомите помежду им, за да се образуват молекули или кристали.
Йонна връзка: Образува се между метал и неметал чрез привличане на противоположно заредени йони.
Ковалентна връзка: Образува се между атоми на неметали чрез образуване на общи електронни двойки. Бива:
- Неполярна - между еднакви атоми (напр. в O\(_2\), N\(_2\)).
- Полярна - между различни атоми (напр. в HBr, H\(_2\)O).
Метална връзка: Съществува в простите вещества на металите. Дължи се на общи, свободно движещи се електрони ("електронен газ").
Определете вида на химичната връзка в съединенията: а) NaCl; б) H\(_2\); в) парче мед (Cu).
а) NaCl: Йонна (метал Na и неметал Cl).
б) H\(_2\): Ковалентна неполярна (два еднакви атома на неметал).
в) Cu: Метална (просто вещество на метал).
б) H\(_2\): Ковалентна неполярна (два еднакви атома на неметал).
в) Cu: Метална (просто вещество на метал).
Кристалната решетка е пространствено, периодично подреждане на частици (атоми, йони или молекули) в кристално вещество.
Йонна решетка: Изградена от подредени положителни и отрицателни йони. Веществата са твърди, чупливи, с висока температура на топене (напр. готварска сол).
Атомна(ковалентна) решетка: Изградена от атоми, свързани със здрави ковалентни връзки. Веществата са много твърди, с много висока температура на топене (напр. диамант,кварц).
Молекулна решетка: Изградена от молекули, свързани със слаби междумолекулни сили. Веществата са меки, с ниска температура на топене (напр. лед, захар).
Метална решетка: Изградена от метални катиони, потопени в "море" от свободни електрони. Веществата са ковки, пластични, топло- и електропроводими (напр. желязо, алуминий).
Захарта е твърдо вещество, което се топи при сравнително ниска температура (~186°C). Какъв тип кристална решетка има тя?
Ниската температура на топене е характерна за вещества с молекулна кристална решетка, където връзките между молекулите са слаби.
Металите (особено от IA и IIA гр.) образуват основни оксиди, които при взаимодействие с вода дават основи (хидроксиди).
Пример: \( \text{Ca} \rightarrow \text{CaO} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 \)
Пример: \( \text{Ca} \rightarrow \text{CaO} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 \)
Неметалите образуват киселинни оксиди, които при взаимодействие с вода дават киселини.
Пример: \( \text{S} \rightarrow \text{SO}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_3 \) (сериста киселина)
Пример: \( \text{S} \rightarrow \text{SO}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_3 \) (сериста киселина)
Алуминият (Al) от IIIA група образува амфотерен оксид (Al\(_2\)O\(_3\)) и амфотерен хидроксид (Al(OH)\(_3\)), които реагират както с киселини, така и с основи.
При изгаряне на фосфор (P) се получава дифосфорен пентаоксид (P\(_2\)O\(_5\)). Какъв характер има този оксид и защо?
Оксидът е киселинен, защото фосфорът (P) е неметал от VA група.
Задачи за упражнение
Лесна: Какъв вид е химичната връзка в калиев хлорид (KCl) и какъв тип кристална решетка образува той?
Връзката е йонна, защото се образува между метал (K) и неметал (Cl). Веществата с йонна връзка образуват йонна кристална решетка.
Средна: Попълнете липсващите вещества в схемата на химични превръщания:
\[ \text{Na} \xrightarrow{+O_2} \text{?} \xrightarrow{+H_2O} \text{?} \]
Определете характера на получените оксид и хидроксид.
\[ \text{Na} \xrightarrow{+O_2} \text{Na}_2\text{O} \xrightarrow{+H_2O} \text{NaOH} \]
Na\(_2\)O е основен оксид, а NaOH е основа (натриева основа).
Трудна: Обяснете защо диамантът е изключително твърд, а графитът (друга форма на въглерода) е мек и се използва за моливи, въпреки че и двете вещества са изградени само от въглеродни атоми.
Разликата се дължи на кристалната им решетка. Диамантът има атомна кристална решетка, в която всеки въглероден атом е здраво свързан с четири други, образувайки много здрава триизмерна структура. Графитът има слоеста структура, в която атомите са здраво свързани в слоеве, но връзките между самите слоеве са слаби. Това позволява на слоевете да се плъзгат един спрямо друг, което го прави мек.
