Nel cloruro di ammonio 1 tutti i legami chimici. L'uso del cloruro di ammonio in farmacia
Per prima cosa annota il numero dell'attività (30, 31, ecc.), quindi la soluzione dettagliata. Scrivi le tue risposte in modo chiaro e leggibile.
Usando il metodo del bilancio elettronico, scrivi l'equazione per la reazione:
KIO 3 + KI + ... → I 2 + K 2 SO 4 + ...
Determinare l'agente ossidante e l'agente riducente.
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Elementi di risposta:
1) Bilancio elettronico compilato:
2) È indicato che lo ioduro di potassio (dovuto allo iodio nello stato di ossidazione -1) è un agente riducente e lo iodato di potassio (dovuto allo iodio nello stato di ossidazione +5) è un agente ossidante.
3) vengono determinate le sostanze mancanti e i coefficienti vengono inseriti nell'equazione di reazione:
KIO 3 + 5KI + 3H 2 SO 4 = 3I 2 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 O
Lo zinco è stato completamente sciolto in una soluzione concentrata di idrossido di potassio. La soluzione limpida risultante è stata evaporata e quindi calcinata. Il residuo solido è stato sciolto nella quantità richiesta di acido cloridrico. Alla soluzione limpida risultante è stato aggiunto solfuro di ammonio e si è formato un precipitato bianco. Scrivi l'equazione per le quattro reazioni descritte.
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La risposta include 4 equazioni di possibili reazioni corrispondenti alle trasformazioni descritte:
1) Zn+2KOH+2H_2O=K_2\lbrack Zn(OH)_4\rbrack+H_2\freccia in alto
2) K_2\lbrack Zn(OH)_4\rbrack\xrightarrow(t^\circ)K_2ZnO_2+2H_2O
3) K_2ZnO_2+4HCl=ZnCl_2+2KCl+2H_2O
4) ZnCl_2+(NH_4)_2)S=ZnS\freccia in basso+2H_4Cl
Scrivi un'equazione di reazione che può essere utilizzata per eseguire le seguenti trasformazioni:
bromoetano \begin(array)(l)\xrightarrow(NaOH,\;H_2O)X_1\rightarrow CH_3COOH\xrightarrow(NaOH)X_2\xrightarrow(NaOH,\;t^\circ)\\\rightarrow X_3\xrightarrow(1500^ \circ C)X_4\end(array)
Quando si scrivono equazioni di reazione, utilizzare le formule strutturali delle sostanze organiche.
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La risposta include 5 equazioni di reazione corrispondenti allo schema di trasformazione:
1) CH_3-CH_2-Br+NaOH\freccia destra CH_3-CH_2-OH+NaBr
2) 5CH_3CH_2OH+4KMnO_4+6H_2SO_4\xrightarrow(t^\circ) \rightarrow5CH_3COOH+4MnSO_4+2K_2SO_4+11H_2O
3) CH_3COOH+NaOH\freccia destra CH_3COONa+H_2O
4) CH_3COONa+NaOH\xfrecciadestra(t^\circ)CH_4+Na_2CO_3
5) 2CH_4\xrightarrow(t^\circ)CH\equiv CH+3H_2 (è possibile la formazione di C e H 2)
Quando si versano 160 g di una soluzione al 10% di nitrato di bario e 50 g di una soluzione all'11% di cromato di potassio precipitano. Calcolare la frazione di massa del nitrato di bario nella soluzione risultante.
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Elementi di risposta:
1) Si scrive l'equazione di reazione:
Ba(NO 3) 2 + K 2 CrO 4 = BaCrO 4 ↓ + 2KNO 3
2) È stata calcolata la quantità di sostanza dei reagenti e si è determinata la sostanza assunta in eccesso:
n (Ba (NO 3) 2) \u003d 160 x 0,1 / 261 \u003d 0,061 mol
n (K 2 CrO 4) \u003d 50 x 0,11 / 194 \u003d 0,028 mol
Ba (NO 3) 2 - in eccesso
3) Sono state calcolate la massa del precipitato depositato e la massa della soluzione risultante:
n (BaCrO 4) \u003d n (K 2 CrO 4) \u003d 0,028 mol
m (BaCrO 4) \u003d 0,028 mol x 253 g / mol \u003d 7,08 g
m (soluzione) \u003d 160 + 50 - 7,08 \u003d 202,92 g
4) La massa del nitrato di bario e suoi frazione di massa in soluzione:
n (Ba (NO 3) 2) g = 0,061 - 0,028 = 0,033 mol
m (Ba (NO 3) 2) \u003d 0,033 x 261 \u003d 8,61 g
w (Ba (NO 3) 2) \u003d m (Ba (NO 3) 2) / m (p-pa) \u003d 8,61 / 202,92 \u003d 0,042 o 4,2%
Alcuni composti organici contengono il 40,0% di carbonio e il 53,3% di ossigeno in massa. È noto che questo composto reagisce con l'ossido di rame (II).
Sulla base di queste condizioni del problema:
1. effettuare i calcoli necessari per stabilire la formula molecolare di una sostanza organica;
2. annotare la formula molecolare della sostanza organica;
3. fare una formula strutturale della sostanza di partenza, che riflette inequivocabilmente l'ordine di legame degli atomi nella sua molecola;
4. Scrivere l'equazione per la reazione di questa sostanza con l'ossido di rame(II).
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Elementi di risposta:
Formula generale sostanze - C x H y O z
1) Il rapporto tra atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno nel composto si trova:
w(H) = 100 - 40,0 -53,3 = 6,7%
x:y:z=40/12:6.7/1:53.3/16=3.33:6.7:3.33=1:2:1
2) Viene determinata la formula molecolare della sostanza.
La formula più semplice di una sostanza è CH 2 O. Dato che la sostanza reagisce con l'ossido di rame (II), la formula molecolare della sostanza è C 2 H 4 O 2
Legame chimico. Cella di cristallo
Le risposte ai compiti sono una parola, una frase, un numero o una sequenza di parole, numeri. Scrivi la tua risposta senza spazi, virgole o altri caratteri extra.
Inizio modulo
1 Il cloruro di ammonio contiene legami chimici:
1. ionico 2. covalente polare 3. covalente non polare 4. idrogeno 5. metallico
2 I legami idrogeno intermolecolari in stato liquido caratteristico per:
1. idrogeno 2. acqua 3. ammoniaca 4. acetaldeide 5. isobutano
3 I legami chimici covalenti non polari si trovano nelle sostanze:
1. fosforo bianco 2. acido fosforico 3. ammoniaca
4. etanolo 5. zolfo rombico
4 Dall'elenco proposto, selezionare due composti in cui è presente un legame chimico ionico.
1. Ca(ClO 2 ) 2 2. HClO 3 3.NH 4 Cl 4. HClO 4 5.C l2o 7
5 Dall'elenco proposto, selezionare due composti in cui è presente
legame chimico covalente non polare.
1. Ca 2. H 2 3. AlCl 3 4. HClO 4 5.Cl 2
6 I legami chimici sono presenti nel solfato di potassio:
1. ionico 2. covalente non polare 3. covalente polare
4. idrogeno 5. metallo
7 Nella materia esistono legami chimici ionici e covalenti:
1. HCl 2. H 2 COSÌ 4 3. NaOH 4. NH 4 Br 5.C 2 h 5 È LUI
8 Dall'elenco proposto, selezionare due composti tra le cui molecole si forma
legame idrogeno.
1. fenolo 2. etere dietilico 3. acetato di etile 4. aldeide formica 5. acido formico
9 Dall'elenco proposto, selezionare due composti in cui è presente un covalente
legame chimico polare.
1. CaCl 2 2. HCl 3. BaO 4. KSO 4 5. Il 2
10 La struttura non molecolare ha:
1. idrossido di potassio 2. ammoniaca 3. acido acetico 4. acido nitrico 5. grafite
11 I legami ionici si realizzano in ciascuna delle due sostanze:
1. MAl 2 o 3 eFeCl 3 2. K 2 SeNaNO 3 3. KNO 2 e NO 2 4. HF e HCl 5. NaBr e NH 4 F
12 Il reticolo cristallino atomico allo stato solido ha:
1. ossigeno 2. fosforo bianco 3. fosforo rosso 4. diamante 5. cloruro di sodio
13 Dall'elenco proposto, selezionare due composti in cui si forma un legame chimico
attraverso una coppia condivisa di elettroni.
1. Circa 2. h 2 o 3. NaCl 4. CaO 5. cl 2
14 La struttura molecolare è:
1. propanolo-2 2. acetato di potassio 3. anidride carbonica 4. metossido di sodio 5. carbonato di calcio
15 Tutte le sostanze con reticoli cristallini ionici
1. dura 2. plastica 3. relativamente volatile
4. altamente solubile in acqua 5. hanno punti di fusione elevati
16 Dall'elenco proposto, selezionare due composti tra le molecole di cui si forma un legame idrogeno.
1. Metano 2. Silano 3. Ammoniaca 4. Fosfina 5. Acqua
Fine del modulo
Lezione di Chimica Generale n. 3
Dispense di chimica generale compilate secondo il programma disciplina accademica La chimica, che fa parte del programma di istruzione generale secondaria (completa), attuata nel quadro dell'istruzione professionale secondaria, tenendo conto del profilo dell'istruzione professionale ricevuta.
Gli appunti delle lezioni di chimica organica sono destinatiuso da parte degli studenti per lo scopo autodidatta materia, correzione delle conoscenze, ripetizione e preparazione alla prova finale.
Argomento: Legame chimico - ionico e covalente.
Sottolegame chimico comprendere una tale interazione di atomi che li lega a molecole, ioni, radicali, cristalli.
Esistono quattro tipi di legami chimici: ionici, covalenti, metallici e idrogeno.
1. Legame chimico ionico
Legame chimico ionico è un legame formato dall'attrazione elettrostatica a .
Gli atomi che hanno attaccato elettroni "stranieri" si trasformano in ioni negativi, o . Gli atomi che donano i loro elettroni diventano ioni positivi, o . È chiaro che tra e sorgono forze di attrazione elettrostatica, che le terranno vicine l'una all'altra, realizzando così un legame chimico ionico.
Perché formano principalmente atomi di metallo, e – atomi di non metalli, è logico concludere che questo tipo di legame è tipico per composti di metalli tipici (elementi dei principali sottogruppi dei gruppi I e II, ad eccezione del magnesiomg e berillioEssere ) con tipici non metalli (elementi del sottogruppo principale del gruppo VII). Un classico esempio è la formazione di alogenuri di metalli alcalini (fluoruri, cloruri, ecc.). Ad esempio, considera lo schema per la formazione di un legame ionico nel cloruro di sodio:
Due ioni di carica opposta, legati da forze attrattive, non perdono la loro capacità di interagire con ioni di carica opposta, a seguito della quale si formano composti con un reticolo cristallino ionico. I composti ionici sono sostanze solide, forti, refrattarie con un alto punto di fusione.Le soluzioni e le fusioni della maggior parte dei composti ionici sono elettroliti. Questo tipo di legame è caratteristico degli idrossidi di metalli tipici e di molti sali di acidi contenenti ossigeno. Tuttavia, quando si forma un legame ionico, non si verifica una transizione ideale (completa) di elettroni. Un legame ionico è un caso estremo di legame polare covalente
Immagine 1.
Il reticolo cristallino del cloruro di sodio, costituito da ioni sodio caricati in modo opposto e ioni cloruro
In un composto ionico, gli ioni sono presentati come sotto forma di cariche elettriche con simmetria sferica del campo elettrico, che diminuisce ugualmente con l'aumentare della distanza dal centro di carica (ione) in qualsiasi direzione (Fig. 1). Pertanto, l'interazione degli ioni non dipende dalla direzione, ovvero il legame ionico, in contrasto con il legame covalente, sarà non direzionale.
Un legame ionico esiste anche nei sali di ammonio, dove non sono presenti atomi di metallo (il loro ruolo è svolto da ammonio – NH 4 cl , (NH 4 ) 2 COSÌ 4 , e in sali formati da organico – (ad esempio, in cloruro di metilammonio - + cl – eccetera.).
2. Legame chimico covalente
legame chimico covalente - questo è un legame che si verifica tra atomi a causa della formazione di elettronica comune vapore.
Il meccanismo di formazione di tale legame può essere di scambio o di donatore-accettore.
Scambio il meccanismo funziona quando gli atomi formano coppie di elettroni comuni combinando elettroni spaiati.
Per esempio:
h 2 – idrogeno:
Il legame avviene attraverso la formazione di una coppia di elettroni comuneS -elettroni di atomi di idrogeno (sovrappostiS -orbitali):
HCl - cloruro di idrogeno:
Il legame si verifica a causa della formazione di una coppia di elettroni comune daS - EP -elettroni (sovrappostiS – P -orbitali):
cl 2 - in una molecola di cloro, si forma un legame covalente a causa del disaccoppiamentoP -elettroni (sovrappostiP – P -orbitali):
n 2 - nella molecola di azoto si formano tre coppie di elettroni comuni tra gli atomi:
In base al modo in cui gli orbitali degli elettroni si sovrappongono, si distinguono i legami σ- e π-covalenti (sigma- e pi-) .
In una molecola di azoto, si forma una coppia di elettroni comune a causa del legame σ (la densità elettronica è in una regione situata sulla linea che collega i nuclei degli atomi; il legame è forte).
Le altre due coppie di elettroni condivisi sono formate da legami π, cioè sovrapposizioni lateraliP -orbitali in due aree; Il legame π è meno forte del legame σ.
In una molecola di azoto, c'è un legame σ e due legami π tra gli atomi, che sono in mutua piani perpendicolari(dal 3 spaiatoP -elettrone di ogni atomo).
Pertanto, i legami σ possono essere formati sovrapponendo orbitali elettronici:
così come per la sovrapposizione di orbitali "puri" e ibridi. Secondo il numero di coppie di elettroni comuni che legano gli atomi, cioè secondo la molteplicità , i legami covalenti si distinguono: separare : Doppio : triplicare :Secondo il grado di spostamento coppie di elettroni comuni a uno dei loro associatiatomi, un legame covalente può essere non polare e polare. Con un legame covalente non polare, le coppie di elettroni comuni non vengono spostate su nessuno degli atomi, poiché questi atomi hanno lo stesso (EO) - la proprietà di attrarre a sé gli elettroni di valenza da altri atomi.
Un legame chimico covalente formato tra atomi con lo stesso , chiamata non polare .
Per esempio:
cioè, per mezzo di un legame covalente non polare, si formano molecole di semplici sostanze non metalliche.I valoriparente fosforo e idrogeno sono quasi la stessa cosa: EO (h ) = 2,1; EO (R ) = 2,1, quindi, nella molecola di fosfinaPH 3 i legami tra l'atomo di fosforo e gli atomi di idrogeno sono covalenti non polari.
legame chimico covalente tra atomi elementari, che differiscono sono chiamatipolare .
Per esempio:ammoniaca
L'azoto è un elemento più elettronegativo dell'idrogeno, quindi le coppie di elettroni condivisi vengono spostate verso il suo atomo.
IN CH 3 Oh : EO(o ) > EO(C ) > EO(h )170133 0
Ogni atomo ha un certo numero di elettroni.
Entrando reazioni chimiche, gli atomi donano, acquisiscono o socializzano elettroni, raggiungendo la configurazione elettronica più stabile. La configurazione con l'energia più bassa è la più stabile (come negli atomi di gas nobili). Questo modello è chiamato "regola dell'ottetto" (Fig. 1).
Riso. uno.
Questa regola vale per tutti tipi di connessione. I legami elettronici tra gli atomi consentono loro di formare strutture stabili, dai cristalli più semplici alle biomolecole complesse che alla fine formano sistemi viventi. Si differenziano dai cristalli per il loro continuo metabolismo. Tuttavia, molte reazioni chimiche procedono secondo i meccanismi trasferimento elettronico, che svolgono un ruolo importante nei processi energetici del corpo.
Un legame chimico è una forza che tiene insieme due o più atomi, ioni, molecole o qualsiasi loro combinazione..
La natura del legame chimico è universale: è una forza elettrostatica di attrazione tra elettroni carichi negativamente e nuclei carichi positivamente, determinata dalla configurazione degli elettroni nel guscio esterno degli atomi. Si chiama la capacità di un atomo di formare legami chimici valenza, o stato di ossidazione. Il concetto di elettroni di valenza- elettroni che formano legami chimici, cioè quelli che si trovano negli orbitali a più alta energia. Rispettivamente, guscio esterno viene chiamato un atomo contenente questi orbitali guscio di valenza. Allo stato attuale non basta indicare la presenza di un legame chimico, ma occorre chiarirne la tipologia: ionico, covalente, dipolo-dipolo, metallico.
Il primo tipo di connessione èionico connessione
Secondo la teoria elettronica della valenza di Lewis e Kossel, gli atomi possono raggiungere una configurazione elettronica stabile in due modi: primo, perdendo elettroni, diventando cationi, in secondo luogo, acquisirli, trasformarsi in anioni. Per effetto del trasferimento di elettroni, per effetto della forza elettrostatica di attrazione tra ioni con cariche di segno opposto, si forma un legame chimico, chiamato Kossel" elettrovalente(ora chiamato ionico).
In questo caso, anioni e cationi formano una configurazione elettronica stabile con un guscio di elettroni esterno riempito. Tipici legami ionici sono formati da cationi dei gruppi T e II del sistema periodico e anioni di elementi non metallici dei gruppi VI e VII (16 e 17 sottogruppi - rispettivamente, calcogeni e alogeni). I legami nei composti ionici sono insaturi e non direzionali, quindi mantengono la possibilità di interazione elettrostatica con altri ioni. Sulla fig. 2 e 3 mostrano esempi di legami ionici corrispondenti al modello di trasferimento di elettroni di Kossel.
Riso. 2.
Riso. 3. Legame ionico nella molecola di cloruro di sodio (NaCl).
Qui è opportuno richiamare alcune delle proprietà che spiegano il comportamento delle sostanze in natura, in particolare considerare il concetto di acidi e motivi.
Le soluzioni acquose di tutte queste sostanze sono elettroliti. Cambiano colore in modi diversi. indicatori. Il meccanismo d'azione degli indicatori è stato scoperto da F.V. Ostvaldo. Ha mostrato che gli indicatori sono acidi o basi deboli, il cui colore negli stati indissociati e dissociati è diverso.
Le basi possono neutralizzare gli acidi. Non tutte le basi sono solubili in acqua (ad esempio, alcuni composti organici che non contengono gruppi -OH sono insolubili, in particolare, trietilammina N (C 2 H 5) 3); si chiamano basi solubili alcali.
Le soluzioni acquose di acidi entrano in reazioni caratteristiche:
a) con ossidi metallici - con formazione di sale e acqua;
b) con metalli - con formazione di sale e idrogeno;
c) con carbonati - con formazione di sale, CO 2 e h 2 o.
Le proprietà degli acidi e delle basi sono descritte da diverse teorie. Secondo la teoria di S.A. Arrhenius, un acido è una sostanza che si dissocia per formare ioni h+ , mentre la base forma ioni È LUI- . Questa teoria non tiene conto dell'esistenza di basi organiche che non hanno gruppi ossidrilici.
In linea con protone La teoria di Bronsted e Lowry, un acido è una sostanza contenente molecole o ioni che donano protoni ( donatori protoni) e la base è una sostanza costituita da molecole o ioni che accettano protoni ( accettori protoni). Si noti che nelle soluzioni acquose, gli ioni idrogeno esistono in forma idrata, cioè sotto forma di ioni idronio H3O+. Questa teoria descrive reazioni non solo con acqua e ioni idrossido, ma anche effettuate in assenza di un solvente o con un solvente non acquoso.
Ad esempio, nella reazione tra l'ammoniaca NH 3 (base debole) e acido cloridrico in fase gassosa, si forma cloruro di ammonio solido, e in una miscela di equilibrio di due sostanze ci sono sempre 4 particelle, di cui due sono acidi, e le altre due sono basi:
Questa miscela di equilibrio è costituita da due coppie coniugate di acidi e basi:
1)NH 4+ e NH 3
2) HCl e cl ‑
Qui, in ogni coppia coniugata, l'acido e la base differiscono di un protone. Ogni acido ha una base coniugata. Un acido forte ha una base coniugata debole e un acido debole ha una base coniugata forte.
La teoria di Bronsted-Lowry permette di spiegare il ruolo unico dell'acqua per la vita della biosfera. L'acqua, a seconda della sostanza che interagisce con essa, può presentare le proprietà di un acido o di una base. Ad esempio, nelle reazioni con soluzione acquosa Con l'acido acetico, l'acqua è una base e con le soluzioni acquose di ammoniaca è un acido.
1) CH 3 COOH + H2O ↔ H 3 O + + CH 3 SO- . Qui la molecola di acido acetico dona un protone alla molecola d'acqua;
2) NH3 + H2O ↔ NH4 + + È LUI- . Qui la molecola di ammoniaca accetta un protone dalla molecola d'acqua.
Pertanto, l'acqua può formare due coppie coniugate:
1) H2O(acido) e È LUI- (base coniugata)
2) H 3 O+ (acido) e H2O(base coniugata).
Nel primo caso l'acqua dona un protone, nel secondo lo accetta.
Tale proprietà è chiamata anfiprotonia. Sostanze che possono reagire come vengono chiamate sia gli acidi che le basi anfotero. Tali sostanze si trovano spesso in natura. Ad esempio, gli amminoacidi possono formare sali sia con acidi che basi. Pertanto, i peptidi formano facilmente composti di coordinazione con gli ioni metallici presenti.
Pertanto, la proprietà caratteristica di un legame ionico è lo spostamento completo di un gruppo di elettroni di legame a uno dei nuclei. Ciò significa che esiste una regione tra gli ioni in cui la densità elettronica è quasi zero.
Il secondo tipo di connessione ècovalente connessione
Gli atomi possono formare configurazioni elettroniche stabili condividendo gli elettroni.
Un tale legame si forma quando una coppia di elettroni viene condivisa uno alla volta. da ciascuno atomo. In questo caso, gli elettroni di legame socializzati sono distribuiti equamente tra gli atomi. Un esempio di legame covalente è omonucleare biatomico Molecole H 2 , n 2 , F 2. Gli allotropi hanno lo stesso tipo di legame. o 2 e ozono o 3 e per una molecola poliatomica S 8 e anche molecole eteronucleari cloruro di idrogeno HCl, diossido di carbonio CO 2, metano CH 4, etanolo DA 2 h 5 È LUI, esafluoruro di zolfo SF 6, acetilene DA 2 h 2. Tutte queste molecole hanno gli stessi elettroni comuni e i loro legami sono saturati e diretti allo stesso modo (Fig. 4).
Per i biologi, è importante che i raggi covalenti degli atomi nei doppi e tripli legami siano ridotti rispetto a un singolo legame.
Riso. 4. Legame covalente nella molecola Cl 2.
I tipi di legame ionici e covalenti sono due casi limite dell'insieme tipi esistenti legami chimici, e in pratica la maggior parte dei legami sono intermedi.
I composti di due elementi situati alle estremità opposte dello stesso o di periodi diversi del sistema di Mendeleev formano prevalentemente legami ionici. Quando gli elementi si avvicinano l'un l'altro entro un periodo, la natura ionica dei loro composti diminuisce, mentre aumenta il carattere covalente. Ad esempio, gli alogenuri e gli ossidi degli elementi sul lato sinistro della tavola periodica formano legami prevalentemente ionici ( NaCl, AgBr, BaSO 4 , CaCO 3 , KNO 3 , CaO, NaOH), e gli stessi composti degli elementi sul lato destro della tabella sono covalenti ( H 2 O, CO 2, NH 3, NO 2, CH 4, fenolo C6H5OH, glucosio C 6 H 12 O 6, etanolo C 2 H 5 OH).
Il legame covalente, a sua volta, ha un'altra modifica.
Negli ioni poliatomici e nelle molecole biologiche complesse, entrambi gli elettroni possono provenire solo da uno atomo. È chiamato donatore coppia di elettroni. Viene chiamato un atomo che socializza questa coppia di elettroni con un donatore accettore coppia di elettroni. Questo tipo di legame covalente è chiamato coordinamento (donatore-accettore, odativo) comunicazione(Fig. 5). Questo tipo di legame è molto importante per la biologia e la medicina, poiché la chimica dei più importanti elementi d per il metabolismo è ampiamente descritta da legami di coordinazione.
Pic. cinque.
Di norma, in un composto complesso, un atomo di metallo funge da accettore di coppie di elettroni; al contrario, nei legami ionici e covalenti, l'atomo di metallo è un donatore di elettroni.
L'essenza del legame covalente e la sua varietà - il legame di coordinazione - può essere chiarita con l'aiuto di un'altra teoria degli acidi e delle basi, proposta da GN. Lewis. Ha in qualche modo ampliato il concetto semantico dei termini "acido" e "base" secondo la teoria di Bronsted-Lowry. La teoria di Lewis spiega la natura della formazione di ioni complessi e la partecipazione di sostanze alle reazioni di sostituzione nucleofila, cioè alla formazione di CS.
Secondo Lewis, un acido è una sostanza in grado di formare un legame covalente accettando una coppia di elettroni da una base. Una base di Lewis è una sostanza che ha una coppia solitaria di elettroni che, donando elettroni, forma un legame covalente con l'acido di Lewis.
Cioè, la teoria di Lewis espande la gamma delle reazioni acido-base anche a reazioni in cui i protoni non partecipano affatto. Inoltre, il protone stesso, secondo questa teoria, è anche un acido, poiché è in grado di accettare una coppia di elettroni.
Pertanto, secondo questa teoria, i cationi sono acidi di Lewis e gli anioni sono basi di Lewis. Le seguenti reazioni sono esempi:
È stato notato sopra che la suddivisione delle sostanze in ioniche e covalenti è relativa, poiché non vi è alcun trasferimento completo di un elettrone dagli atomi di metallo agli atomi accettori nelle molecole covalenti. Nei composti con legame ionico, ogni ione si trova nel campo elettrico degli ioni di segno opposto, quindi sono reciprocamente polarizzati e i loro gusci sono deformati.
Polarizzabilità determinato dalla struttura elettronica, dalla carica e dalle dimensioni dello ione; è maggiore per gli anioni che per i cationi. La più alta polarizzabilità tra i cationi è per cationi di carica maggiore e dimensioni minori, ad esempio per Hg 2+ , Cd 2+ , Pb 2+ , Al 3+ , Tl 3+. Ha un forte effetto polarizzante h+. Poiché l'effetto della polarizzazione ionica è bidirezionale, cambia significativamente le proprietà dei composti che formano.
Il terzo tipo di connessione -dipolo-dipolo connessione
Oltre ai tipi di comunicazione elencati, esistono anche dipolo-dipolo intermolecolare interazioni, dette anche van der Waals .
La forza di queste interazioni dipende dalla natura delle molecole.
Esistono tre tipi di interazioni: dipolo permanente - dipolo permanente ( dipolo-dipolo attrazione); dipolo permanente - dipolo indotto ( induzione attrazione); dipolo istantaneo - dipolo indotto ( dispersione attrazione, o forze londinesi; Riso. 6).
Riso. 6.
Solo le molecole con legami covalenti polari hanno un momento dipolo-dipolo ( HCl, NH 3, SO 2, H 2 O, C 6 H 5 Cl), e la forza di adesione è 1-2 ciao(1D \u003d 3.338 × 10 -30 metri coulomb - C × m).
In biochimica si distingue un altro tipo di legame: idrogeno connessione, che è un caso limite dipolo-dipolo attrazione. Questo legame è formato dall'attrazione tra un atomo di idrogeno e un atomo elettronegativo taglia piccola, il più delle volte - ossigeno, fluoro e azoto. Con atomi grandi che hanno un'elettronegatività simile (ad esempio con cloro e zolfo), il legame idrogeno è molto più debole. L'atomo di idrogeno si distingue per una caratteristica essenziale: quando gli elettroni di legame vengono allontanati, il suo nucleo - il protone - viene esposto e cessa di essere schermato dagli elettroni.
Pertanto, l'atomo si trasforma in un grande dipolo.
Un legame idrogeno, a differenza di un legame di van der Waals, si forma non solo durante le interazioni intermolecolari, ma anche all'interno di una molecola - Intermolecolare legame idrogeno. I legami idrogeno svolgono un ruolo importante in biochimica, ad esempio per stabilizzare la struttura delle proteine sotto forma di un'α-elica, o per la formazione di una doppia elica del DNA (Fig. 7).
Fig.7.
I legami idrogeno e van der Waals sono molto più deboli dei legami ionici, covalenti e di coordinazione. L'energia dei legami intermolecolari è indicata in Tabella. uno.
Tabella 1. Energia delle forze intermolecolari
Nota: Il grado delle interazioni intermolecolari riflette l'entalpia di fusione ed evaporazione (ebollizione). I composti ionici richiedono molta più energia per separare gli ioni che per separare le molecole. Le entalpie di fusione dei composti ionici sono molto più elevate di quelle dei composti molecolari.
Il quarto tipo di connessione -legame metallico
Infine, c'è un altro tipo di legami intermolecolari: metallo: connessione di ioni positivi del reticolo dei metalli con elettroni liberi. Questo tipo di connessione non si verifica negli oggetti biologici.
Da panoramica tipi di connessioni, si chiarisce un dettaglio: parametro importante un atomo o ione di un metallo - un donatore di elettroni, così come un atomo - un accettore di elettroni è il suo taglia.
Senza entrare nei dettagli, notiamo che i raggi covalenti degli atomi, i raggi ionici dei metalli e i raggi di van der Waals delle molecole interagenti aumentano all'aumentare del loro numero atomico nei gruppi del sistema periodico. In questo caso, i valori dei raggi ionici sono i più piccoli e i raggi di van der Waals sono i più grandi. Di norma, quando si scende nel gruppo, i raggi di tutti gli elementi aumentano, sia covalenti che van der Waals.
I più importanti per biologi e medici sono coordinazione(donatore-accettore) legami considerati dalla chimica di coordinazione.
Bioinorganici medici. G.K. Barashkov