Химиялық байланыс

Оқулық: Оспанова М.Қ., Аухадиева Қ.С., Белоусова Т.Г. Химия: 8-сынып. — Алматы: Мектеп, 2018. Мәтін — оқулық тақырыптары бойынша өз сөзімізбен жазылған конспект. Жақшадағы бет — параграфтың басталатын беті.

§35. Электртерістік (8-сынып, 126-б.)

Электртерістік (ЭТ) — химиялық қосылыстағы атомның ортақ электрон жұбын өзіне тарту қабілеті. Л. Полинг шкаласы бойынша ең үлкен мән фторда (4,0), содан кейін оттек (3,5), азот (3,0), хлор (3,0); ең кіші мәндер сілтілік металдарда (Cs ≈ 0,7, Na ≈ 0,9).

Периодта солдан оңға қарай ЭТ артады (ядро заряды өседі, радиус кішірейеді). Топта жоғарыдан төмен қарай ЭТ кемиді (радиус үлкейеді).

Шамамен қатар: F > O > N ≈ Cl > Br > I ≈ S ≈ C > H ≈ P > B > Si > Al > Mg > Ca > Na > K.

Электртерістіктер айырмасы (ΔЭТ) байланыс типін болжауға көмектеседі: ΔЭТ = 0 — коваленттік полюссіз (H₂, Cl₂); 0 < ΔЭТ < шамамен 1,7 — коваленттік полюсті (HCl, H₂O); ΔЭТ > 1,7 — иондық (NaCl, CaF₂). Бұл шекара шартты.

Қосылыстың формуласында электртерістігі кіші элемент бірінші жазылады, ал ол оң тотығу дәрежесін көрсетеді: CO₂, H₂O, OF₂ (мұнда оттек +2).

§36. Коваленттік байланыс (8-сынып, 128-б.)

Коваленттік байланыс — атомдар арасында ортақ электрон жұптары арқылы түзілетін байланыс. Әдетте бейметалл атомдары арасында түзіледі. Әр атом жұптаспаған электронын ортаққа береді, нәтижесінде екі атом да асыл газдың тұрақты сыртқы қабатына (октетке, сутек үшін дублетке) ие болады.

Электрондық (Льюис) формулада сыртқы электрондар нүктемен, сызықтық (құрылымдық) формулада әр ортақ жұп сызықшамен белгіленеді: H–H, H–Cl, O=O, N≡N.

Еселігі: бір ортақ жұп — дара байланыс (H₂, Cl₂, HCl), екі жұп — қос байланыс (O₂, CO₂), үш жұп — үш еселі байланыс (N₂). Байланыс еселігі артқан сайын ол берік әрі қысқа болады — сондықтан N₂ молекуласы өте берік, ал азоттың химиялық белсенділігі қалыпты жағдайда төмен.

Коваленттік полюссіз байланыс — электртерістігі бірдей атомдар арасында (H₂, O₂, N₂, Cl₂): ортақ жұп екі ядроның ортасында симметриялы орналасады.

Коваленттік полюсті байланыс — электртерістігі әртүрлі бейметалдар арасында (HCl, H₂O, NH₃): ортақ жұп электртерістігі үлкен атомға ығысады, онда ішінара теріс заряд (δ−), екіншісінде ішінара оң заряд (δ+) пайда болады. Мысалы, H^δ+–Cl^δ−.

Валенттілік коваленттік байланыс кезінде атомның түзетін ортақ электрон жұптарының санына тең: H — I, O — II, N — III, C — IV.

§37. Иондық байланыс (8-сынып, 131-б.)

Иондық байланыс — қарама-қарсы зарядталған иондар арасындағы электростатикалық тартылыс. Ол электртерістіктері бір-бірінен қатты айырмашылықтағы атомдар арасында — әдетте белсенді металл мен белсенді бейметалл арасында түзіледі.

Түзілу механизмі: металл атомы электрондарын бейметалл атомына береді. Мысалы, Na· + ·Cl → Na⁺ [:Cl:]⁻. Натрий 1 электрон беріп Ne құрылысына, хлор 1 электрон қосып Ar құрылысына жетеді.

Мысалдар: NaCl, KF, CaO, MgCl₂, Na₂O. Mg + 2 Cl: Mg − 2e⁻ → Mg²⁺; 2Cl + 2e⁻ → 2Cl⁻; MgCl₂.

Иондық байланыс сілтілер (NaOH) мен оттекті қышқылдардың тұздарында (K₂SO₄, NaNO₃) де бар — металл катионы мен күрделі анион арасында; ал күрделі ионның ішіндегі атомдар коваленттік байланыспен байланысқан.

Иондық байланыстың коваленттіктен айырмашылығы: бағытталмаған (ион өзін барлық жағынан қарама-қарсы зарядты иондармен қоршайды) және қанықпаған, сондықтан иондық қосылыстар молекула емес, кристалдық тор түзеді.

Металдық байланыс — металл кристалдарындағы оң иондар мен олардың арасында еркін қозғалатын ортақ электрондар («электрондық газ») арасындағы байланыс.

§38. Кристалдық тор түрлері (8-сынып, 132-б.)

Қатты заттардың көпшілігі кристалдық күйде болады: бөлшектері кеңістікте ретті орналасып, кристалдық тор түзеді. Тордың түйіндерінде тұрған бөлшектерге қарай төрт түрі бар.

Иондық тор: түйіндерде катиондар мен аниондар кезектесіп тұрады (NaCl, CaF₂, KNO₃). Иондар арасындағы тартылыс күшті.

Атомдық тор: түйіндерде коваленттік байланыспен байланысқан атомдар (алмаз, кремний, кварц SiO₂, бор, карборунд SiC). Бүкіл кристалл — бір «алып молекула».

Молекулалық тор: түйіндерде молекулалар, олардың арасында әлсіз молекулааралық күштер (мұз H₂O, құрғақ мұз CO₂, иод I₂, нафталин, қант, қатты O₂, N₂).

Металдық тор: түйіндерде металл катиондары мен атомдары, арасында еркін электрондар (Na, Fe, Cu, Al).

Аморфты заттарда (шыны, смола, пластмасса) бөлшектер ретсіз орналасқан, олардың белгілі балқу температурасы жоқ, қыздырғанда біртіндеп жұмсарады.

§39. Заттардың қасиеттерінің кристалдық тор түріне тәуелділігі (8-сынып, 134-б.)

Иондық торлы заттар: қатты, бірақ морт сынғыш; балқу температурасы жоғары (NaCl — 801 °C); ұшқыш емес; көбі суда ериді; балқымалары мен ерітінділері электр тогын өткізеді, ал қатты күйде өткізбейді.

Атомдық торлы заттар: өте қатты (алмаз — ең қатты табиғи зат), балқу температурасы өте жоғары (алмаз > 3500 °C, кварц ≈ 1700 °C), суда ерімейді, ұшқыш емес.

Молекулалық торлы заттар: жұмсақ, балқу және қайнау температуралары төмен, ұшқыш (иісі болуы мүмкін — нафталин, иод), қалыпты жағдайда газ, сұйық немесе оңай балқитын қатты заттар. Иод пен құрғақ мұз айдалады (сублимацияланады): қатты күйден бірден газға айналады.

Металдық торлы заттар: металдық жылтыр, жылу мен ток өткізгіштік, созылғыштық пен соғылғыштық; балқу температурасы әртүрлі (сынап −39 °C, вольфрам 3410 °C).

Қорытынды: заттың құрылысын біле отырып, оның қасиеттерін болжауға болады, және керісінше, қасиеттері бойынша кристалдық торының түрін анықтауға болады. Мысалы, балқу температурасы жоғары, суда еритін, ерітіндісі ток өткізетін ақ кристалды зат — иондық торлы болуы ықтимал.