Основні характеристики ковалентного зв’язку. Одинарні, подвійні, потрійні зв’язки

І СЕМЕСТР

Тема 2. ВУГЛЕВОДНІ

Урок 7

Тема уроку. Основні характеристики ковалентного зв’язку. Одинарні, подвійні, потрійні зв’язки

Цілі уроку: розвивати знання учнів про ковалентний карбон-карбоновий зв’язок на прикладі утворення? – та п-зв’язків атомами Карбону; ознайомити учнів з основними характеристиками ковалентного зв’язку (довжиною, енергією, полярністю, просторовою спрямованістю) на прикладі одинарного, подвійного, потрійного карбон-карбонового зв’язку; розширити знання про ковалентний карбон-карбоновий зв’язок і розмаїтість органічних сполук на прикладі речовин з одинарним, подвійним і потрійним зв’язками.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Форми роботи: фронтальна робота, евристична бесіда, навчальна лекція, демонстраційний експеримент.

Обладнання: медіа-фрагмент про гібридизацію електронних орбіталей в атомі Карбону, моделі молекул вуглеводнів.

ХІД УРОКУ

I. Організація класу

II. Актуалізація опорних знань.

Мотивація навчальної діяльності

Фронтальна бесіда за запитаннями

¦

Який зв’язок називається а-зв’язком? п-зв’язком?

¦ Чим пояснити стійкість зв’язків у молекулі метану?

¦ Чому молекула метану має тетраедричну форму?

¦ У чому відмінності між зв’язками C-H і C-C у молекулах вуглеводнів?

 Основні характеристики ковалентного звязку. Одинарні, подвійні, потрійні звязки

III. Вивчення нового матеріалу

1. Основні характеристики ковалентного зв’язку

Перша теорія ковалентного зв’язку належить американському фізико-хіміку Г.-Н. Льюїсу. У 1916 р. він припустив, що зв’язок між двома атомами здійснюється парою електронів, при цьому навколо кожного атома зазвичай формується восьми-електронна оболонка (правило октету).

¦ Які види хімічного зв’язку найчастіше трапляються в органічних сполуках?

Хімічний зв’язок – це взаємодія двох атомів, що відбувається шляхом обміну електронами. Під час утворення хімічного зв’язку атоми прагнуть здобути стійку восьми-електронну (або двох-електронну) зовнішню оболонку, що відповідає будові атома найближчого інертного газу. Розрізняють такі види хімічного зв’язку: ковалентний (полярний і неполярний; обмінний і донорно-акцепторний), іонний, водневий і металевий.

Найчастіше в органічних сполуках спостерігається ковалентний зв’язок.

Він здійснюється за рахунок електронної пари, що належить обом атомам. Розрізняють обмінний і донорно-акцепторний механізми утворення ковалентного зв’язку.

1) Обмінний механізм

Кожен атом віддає по одному неспареному електрону в спільну електронну пару:

 Основні характеристики ковалентного звязку. Одинарні, подвійні, потрійні звязки

2) Донорно-акцепторний механізм

Один атом (донор) віддає електронну пару, а інший атом (акцептор) надає для цієї пари вільну орбіталь.

 Основні характеристики ковалентного звязку. Одинарні, подвійні, потрійні звязки

Два атоми можуть усуспільнювати кілька пар електронів. У цьому випадку говорять про кратні зв’язки:

 Основні характеристики ковалентного звязку. Одинарні, подвійні, потрійні звязки– потрійний зв’язок

Якщо електронна густина розподілена симетрично між атомами, ковалентний зв’язок називається неполярним. Якщо електронна густина зміщена в бік одного з атомів, то ковалентний зв’язок називається полярним. Полярність зв’язку тим більша, чим більшою є різниця електронегативностей атомів.

Електронегативність – це здатність атома притягувати електронну густину від інших атомів. Найбільш електронегативним елементом є Флуор, найменша електронегативність – у Францію.

2. Іонний зв’язок

Іони – це заряджені частинки, на які перетворюються атоми в результаті віддачі або приєднання електронів.

 Основні характеристики ковалентного звязку. Одинарні, подвійні, потрійні звязки

(Натрій флуорид складається з йонів Натрію Na+ та флуорид-іонов F-.)

Якщо різниця між електронегативностями атомів значна, то електронна пара, що здійснює зв’язок, переходить до одного з атомів, і обидва атоми перетворюються на іони.

Хімічний зв’язок між іонами, що здійснюється за рахунок електростатичного притягання, називається іонним зв’язком.

3. Водневий зв’язок

Водневий зв’язок – це зв’язок між позитивно зарядженим атомом Гідрогену однієї молекули й негативно зарядженим атомом іншої молекули. Водневий зв’язок має частково електростатичний, частково – донорно-акцепторний характер.

 Основні характеристики ковалентного звязку. Одинарні, подвійні, потрійні звязки

Водневий зв’язок зображено крапками.

Наявність водневих зв’язків пояснює високі температури кипіння води, спиртів, карбонових кислот.

4. Основні характеристики ковалентного зв’язку

Одна з важливих властивостей ковалентного зв’язку – її насичуваність. За обмеженої кількості зовнішніх електронів у ділянках між ядрами утворюється обмежене число електронних пар біля кожного атома (а отже, і число хімічних зв’язків). Саме це число тісно пов’язане з поняттям валентності атома в молекулі (валентністю називають загальне число ковалентних зв’язків, утворених атомом). Інша важлива властивість ковалентного зв’язку – її спрямованість у просторі. Це виявляється в приблизно однаковій геометричній будові близьких за складом хімічних частинок. Особливістю ковалентного зв’язку є також його здатність до поляризації.

Важливими кількісними характеристиками ковалентного зв’язку є енергія зв’язку, його довжина й дипольний момент.

– Енергія зв’язку – це енергія, що виділяється під час його утворення або необхідна для роз’єднання двох зв’язаних атомів. Енергія зв’язку характеризує його міцність.

– Довжина зв’язку – це відстань між центрами зв’язаних атомів. Чим менша довжина, тим більш міцним є хімічний зв’язок.

– Дипольний момент зв’язку (д) – векторна величина, що характеризує полярність зв’язку (вимірюється в дебаях (D) або кулон-метрах: 1D = 3,4 – 10-30 Кл-м).

Довжина вектора дорівнює добутку довжини зв’язку l на ефективний заряд q, який отримують атоми в результаті зсуву електронної густини: lµl = l – q. Вектор дипольного моменту спрямований від позитивного заряду в бік негативного. У результаті векторного додавання дипольних моментів усіх зв’язків одержують дипольний момент молекули.

На характеристику зв’язків впливає їхня кратність:

– енергія зв’язку збільшується в ряду: C – C < C = C < C = C;

– довжина зв’язку зростає у зворотному напрямі: C = C < C = C < C – C.

Порівняймо основні характеристики ковалентних зв’язків, що найчастіше трапляються в молекулах органічних сполук між атомами Карбону в різному стані гібридизації й атомами інших хімічних елементів.

Основні характеристики деяких ковалентних зв’язків

Зв’язок

Тип гібридизації атома Карбону

Енергія, кДж/моль

Довжина, нм

Дипольний момент, D

C – C

Sp3

348

0,154

0

C = C

Sp2

620

0,133

0

C  Основні характеристики ковалентного звязку. Одинарні, подвійні, потрійні звязки C

Sp

814

0,120

0

C – H

Sp3

414

0,110

0

C – H

Sp

435

0,107

1,10

C – O

Sp3

344

0,143

1,10

C = O

Sp2

708

0,121

2,40

C – Cl

Sp3

331

0,176

2,05

C – Br

Sp3

277

0,194

2,04

C – N

Sp3

293

0,147

0,40

O – H

460

0,096

1,51

N – H

390

0,101

1,40

IV. Підбиття підсумків уроку

Визначте тип гібридизації атомів Карбону в сполуках і вид хімічного зв’язку між атомами в цих молекулах:

 Основні характеристики ковалентного звязку. Одинарні, подвійні, потрійні звязки

 Основні характеристики ковалентного звязку. Одинарні, подвійні, потрійні звязки

V. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал параграфа, відповісти на запитання до нього, виконати вправи.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...


Основні характеристики ковалентного зв’язку. Одинарні, подвійні, потрійні зв’язки