Основные типы химической связи

Некоторые коллоидные растворы при коагуляции образуют студнеобразную массу, которую называют гелем (студнем). Например, 3%-ный раствор желатина в теплой воде превращается в гель, или студень. Это объясняется тем, что коллоидные частицы связывают множество молекул воды.

Контрольные вопросы для проверки качества знаний

Сформулируйте определение периодического закона Д.И. Менделеева.

Ответ: Свойства химических элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов этих элементов.

Разъясните, почему химический знак водорода обычно помещают в главной подгруппе I группы и в главной подгруппе VІІ группы.

Ответ: Водород является восстановителем, т.е. донором электронов. Учитывая аналогию свойств водорода и элементов металлического характера, химический знак водорода помещают в главной подгруппе I группы. Однако водород реагирует и с металлическими элементами главной подгруппы I группы. В этих реакциях водород проявляет окислительные свойства и приобретает степень окисления -1. На основе этого химический знак водорода помещают в главную подгруппу VII группы. Так как для водорода более характерны восстановительные свойства, чем окислительные, его химический символ в VII группе обычно пишут в скобках.

На основе закономерностей размещения электронов по орбиталям объясните, почему лантаноиды и актиноиды обладают сходными химическими свойствами.

Ответ: К лантаноидам относятся четырнадцать химических элементов – от церия Ce до лютеция Lu (порядковые номера 58–71). Так как в их атомах содержатся f-электроны, лантаноиды относятся к f-элементам. В свободном состоянии лантаноиды – типичные металлы. К актиноидам относятся четырнадцать химических элементов – от тория Th до лоуренсия Lr (порядковые номера 90–103). Так как в атомах этих элементов также присутствуют f-электроны, то актиноиды, как и лантаноиды, относятся к f-элементам. Как и в случае лантаноидов, у атомов элементов семейства актиноидов происходит заполнение третьего снаружи энергетического уровня (5 f-подуровня). Строение же наружного и, как правило, предшествующего электронных уровней остается неизменным. Поэтому лантаноиды сходны по химическим свойствам.

Объясните сущность понятия «валентность» с точки зрения современных представлений о строении атомов и образования химической связи.

Ответ: Валентность – это способность атома химического элемента образовывать определенное число химических связей. Валентность – способность атомов одного элемента присоединять определенное количество атомов другого элемента.

Могут ли быть следующие валентности у элементов:

Li – II

O – ІV

Ne – ІІ

Ответ: Нет, так как в этом случае затраты энергии на перемещение электрона настолько велики, что не могут быть компенсированы энергией, выделяющейся при образовании химической энергии.

Какие закономерности наблюдаются в изменении атомных радиусов в периодах слева направо и при переходе от одного периода к другому?

Ответ: При переходе от лития Li к фтору F постепенно возрастают заряды ядер атомов этих элементов. В связи с этим в ряду постепенно увеличивается сила притяжения наружных электронов к ядру и размеры атомов уменьшаются. А с переходом от элемента фтора F к элементу натрию Na последующий электрон помещается на более удаленный от ядра третий энергетический уровень. Поэтому размеры атомов элемента натрия Na сильно возрастают. Размеры атомов, в свою очередь, влияют на их свойства. Так, например, атомы элементов лития Li, натрия Na, калия K обладают наибольшими размерами по сравнению с атомами других элементов в тех же периодах. В связи с этим наружные электроны в атомах щелочных металлов находятся дальше от ядра, слабее притягиваются к нему и могут легко удаляться. Этим и объясняется, почему щелочные металлы являются донорами электронов, т.е. сильными восстановителями. При переходе в периодах от типичных металлических элементов к галогенам размеры атомов уменьшаются, сила притяжения наружных электронов к ядру увеличивается, что и приводит к уменьшению восстановительных и увеличению окислительных свойств.

Охарактеризуйте сущность основных типов химической связи.

Ответ: При взаимодействии атомов, электроотрицательности которых отличаются незначительно, происходит смещение общей связывающей электронной пары к более электроотрицательному атому и образуется ковалентная полярная связь. Ионная связь образуется при взаимодействии атомов, которые сильно различаются по электротрицательностям. Связь между атомами водорода одной молекулы и сильноотрицательными элементами (O, N, F) другой молекулы называется водородной связью. При соединении атомов с одинаковыми электроотрицательностями образуются молекулы с ковален6тной неполярной связью.