Как определить, связи какого типа образуют атомы элементов в определенном веществе?
По положению элементов в естественной системе химических элементов, например:
1. Хлорид цезия CsCl. Атом цезия (IА группа) большой, легко отдает электрон, а атом хлора (VIIА группа) маленький и легко его принимает, следовательно, связь в хлориде цезия ионная.
2. Диоксид углерода CO2. Атомы углерода (IVА группа) и кислорода (VIА группа) не сильно отличаются по размерам – оба маленькие. По склонности принимать электроны они отличаются незначительно, следовательно связь в молекуле CO2 ковалентная.
3. Азот N2. Простое вещество. Связываемые атомы одинаковые и при этом маленькие, следовательно, связь в молекуле азота ковалентная.
4. Кальций Са. Простое вещество. Связываемые атомы одинаковые и довольно большие, следовательно связь в кристалле кальция металлическая.
5. Барий-тетраалюминий BaAl4. Атомы обоих элементов достаточно велики, особенно атомы бария, поэтому оба элемента склонны только отдавать электроны, следовательно, связь в этом соединении металлическая.
ИОННАЯ СВЯЗЬ, КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ, МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ, УСЛОВИЯ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ.
1.Что является причиной соединения атомов и образования между ними химических связей?
2.Почему благородные газы состоят не из молекул, а из атомов?
3.Определите тип химической связи в бинарных соединениях: а) KF, K2S, SF4; б) MgO, Mg2Ba, OF2; в) Cu2O, CaSe, SeO2. 4.Определите тип химической связи в простых веществах: а) Na, P, Fe; б) S8, F2, P4; в) Mg, Pb, Ar.
7.З. Ионы. Ионная связь
В предыдущем параграфе вы познакомились с ионами, которые образуются, когда отдельные атомы принимают или отдают электроны. В этом случае число протонов в атомном ядре перестает быть равным числу электронов в электронной оболочке, и химическая частица приобретает электрический заряд.
Но в состав иона может входить и не одно ядро, как в молекуле. Такой ион представляет собой единую систему, состоящую из нескольких атомных ядер и электронной оболочки. В отличие от молекулы общее число протонов в ядрах не равно общему числу электронов в электронной оболочке, отсюда – электрический заряд иона.
|
Ионы – заряженные аналоги атомов и молекул. |
Какие бывают ионы? То есть, чем они могут различаться?
По числу атомных ядер ионы делятся на простые (или одноатомные), то есть содержащие одно ядро (например: K
, O2
), и сложные (или многоатомные), то есть содержащие несколько ядер (например: CO32, [Fe(H2O)6]3). Простые ионы – заряженные аналоги атомов, а сложные – заряженные аналоги молекул.
По знаку заряда ионы делятся на катионы и анионы.
|
Катионы – положительно заряженные ионы Анионы – отрицательно заряженные ионы. |
Примеры катионов: K(ион калия), Fe2 (ион железа), NH4 (ион аммония), [Cu(NH3)4]2 (ион тетраамминмеди). Примеры анионов: Cl (хлорид-ион), N3 (нитрид-ион), PO43 (фосфат-ион), [Fe(CN)6]4 (гексацианоферрат-ион).
По значению заряда ионы делятся на однозарядные (K, Cl, NH4, NO3 и т. п.), двухзарядные (Са2, O2, SО42 и т. д.) трехзарядные (Аl3, РО43 и т. п.) и так далее.
Итак, ион РО43 мы назовем трехзарядным сложным анионом, а ион Са2 – двухзарядным простым катионом.
Кроме этого, ионы различаются еще и своими размерами. Размер простого иона определяется радиусом этого иона или ионным радиусом. Размер сложных ионов охарактеризовать труднее. Радиус иона, как и радиус атома, непосредственно измерить невозможно (как вы понимаете, четких границ у иона нет). Поэтому для характеристики изолированных ионов используют орбитальные ионные радиусы (примеры – в таблице 17).
|
Орбитальный ионный радиус – радиус внешнего электронного облака простого иона. |
Таблица 17.Орбитальные радиусы некоторых простых ионов
|
Катион |
Заряд, е |
Орбитальный радиус, А |
Анион |
Заряд, е |
Орбитальный радиус, А |
|
Li |
+ 1 |
0,189 |
F |
– 1 |
0,400 |
|
Na |
+ 1 |
0,278 |
Cl |
– 1 |
0,742 |
|
K |
+ 1 |
0,592 |
Br |
– 1 |
0,869 |
|
Rb |
+ 1 |
0,734 |
I |
– 1 |
1,065 |
|
Cs |
+ 1 |
0,921 |
O2 |
– 2 |
0,46 |
|
Be2 |
+ 2 |
0,139 |
S2 |
– 2 |
0,83 |
|
Mg2 |
+ 2 |
0,246 |
Se2 |
– 2 |
0,92 |
|
Ca2 |
+ 2 |
0,538 |
|