Задача по "Общей химии"

1. Направленность ковалентной связи, пространственное строение молекул (на примере молекул воды и углекислого газа). Из данных соединений выбрать те, где реализуются перечисленные типы связей, и дать соответствующие объяснения: HCl, O2, NaI.

Согласно методу валентных связей наиболее прочные химические связи возникают в направлении максимального перекрывания атомных орбиталей. Поскольку атомные орбитали имеют определённую форму, их максимальное перекрывание возможно при определённой пространственной ориентации, поэтому ковалентная связь характеризуется направленностью. Иначе говоря, направленность заключается в том, что максимальное перекрывание валентных электронных облаков взаимодействующих атомов возможно при определенной их взаимной ориентации. Направленность ковалентной связи определяет пространственную конфигурацию молекул.

В зависимости от направления перекрывания атомных орбиталей различают σ- и π-связи (а также δ-связь).

Связь, образованная перекрыванием АО по линии, соединяющей ядра взаимодействующих атомов, называется σ-связью. 

Так, при образовании молекулы HCl происходит перекрывание s-орбитали атома водорода с р-орбиталью атома хлора (s-р перекрывание). Молекула имеет линейную форму:

[pic 1]

Связь, образованная перекрыванием АО по обе стороны линии, соединяющей ядра атомов (боковые перекрывания), называется π-связью.

Так, в молекуле кислорода одна из двух образованных связей является σ-связью, а вторая – π-связью, молекула – линейная, неполярная:

[pic 2]

В молекуле йодида натрия связь ионная, а не ковалентная.

Пространственное строение молекул воды

Две σ-связи, sp3-гибридизация, валентный угол 104,5о; форма молекулы – угловая.

Пространственное строение углекислого газа

Форма молекулы – линейная.

10. Строение электронных оболочек многоэлектронных атомов. Принцип наименьшей энергии. Правила Клечковского (расположить подуровни в порядке возрастания энергии: 4f, 5p, 3d, 4s, 5s, 4d). Принцип Паули. Правило Хунда. (На примере элемента № 23).

Строение электронных оболочек многоэлектронных атомов подчиняется нескольким принципам и правилам, которые приведены ниже.

При заполнении электронами уровней и подуровней последовательность размещения электронов должна отвечать как наименьшей энергии электрона, так и наименьшей энергии атома в целом. Этот принцип отражает общее термодинамическое требование к устойчивости системы: максимуму устойчивости системы соответствует минимум ее энергии.

Для выполнения этого принципа применяют правила Клечковского.