у каких оксидов ионная связь

Химические связи

Различают несколько типов химических связей: ковалентная, ионная, металлическая, водородная.

Ковалентная связь возникает между двумя атомами по обменному механизму (обобществление пары электронов) или донорно-акцепторному механизму (электронов донора и свободной орбитали акцептора).

Ковалентной связью соединены атомы в молекулах простых веществ (Cl₂, Br₂, O₂), органических веществ (C₂H₂), а также, в общем случае, между атомами неметалла и другого неметалла (NH₃, H₂O, HBr).

Существует донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи, при котором один атом выступает в качестве донора неподеленной электронной пары. Другой атом не тратит свои электроны, а только лишь предоставляет орбиталь (ячейку) для этой электронной пары.

Ионная связь

В наиболее частом случае ионная связь образуется между типичным металлом и типичным неметаллом. Примеры:

Большой подсказкой служит таблица растворимости, ведь все соли имеют ионные связи: CaSO₄, Na₃PO₄. Даже ион аммония не исключение, между катионом аммония и различными анионами образуются ионные связи, например в соединениях: NH₄I, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄.

Часто в химии встречаются несколько связей внутри одной молекулы. Рассмотрим, например, фосфат аммония, обозначив тип каждой связи внутри этой молекулы.

Металлическая связь

«Облако» электронов в металлах способно приходить в движение под различным воздействием. Именно оно является причиной электропроводности металлов.

Водородная связь

Водородные связи возникают между атомом водорода и другим более электроотрицательным атомом (O, S, N, C).

Отчасти за счет водородных связей наблюдается то самое исключение, связанное с усилением кислотных свойств в ряду галогеноводородных кислот: HF → HCl → HBr → HI. Фтор является самым ЭО-ым элементов, сильно притягивает к себе атом водорода другой молекулы, что снижает способность кислоты отщеплять водород и снижает ее силу.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Ионная связь.

Ионная связь – химическая связь, образованная электростатическим притяжением между катионами и анионами.

Катионы – положительно заряженные ионы, образующийся в результате отдачи атомом электрона (например, K (ион калия), Fe 2 (ион железа), NH₄ (ион аммония), [Cu(NH₃)₄] 2 (ион тетраамминмеди).

Анион – отрицательно заряженный ион, образующийся в результате приобретения атомом электрона (Cl (хлорид-ион), N 3 (нитрид-ион), PO₄ 3 (фосфат-ион), [Fe(CN)₆] 4 (гексацианоферрат-ион).

По значению заряда ионы подразделяются на:

В образовании ионной связи участвуют атомы металлов и неметаллов. Образование таких соединений получается из атомов, резко отличающихся по значению электроотрицательности в результате перехода электронов от атомов одних элементов, к другим.

При образовании ионной связи атом неметалла принимает электроны на внешний энергетический уровень и достраивает его до устойчивой конфигурации с восьмью электронами (правило октета).

Рассмотрим механизм образования ионной связи на примере. Реакция образования хлорида натрия: атом щелочного металла теряет электрон (образуется катион натрия), а атом галогена – приобретает (образуется хлорид-ион). Ионы образуют соединение за счет электростатического притяжения между ними.

Для ионной связи характерно:

Пример. Схема образования ионного соединения:

,

,

,

Источник

2. Оксиды. Типы оксидов: оксиды с ионной, молекулярной и полимерной структурой.

Окси́д — соединение химического элемента с кислородом, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Не считая фтора, кислород — самый электроотрицательный химический элемент, поэтому к оксидам относятся почти все соединения химических элементов с кислородом. К исключениям относятся, например, дифторид кислорода OF₂ (следует также учитывать существование пероусидов и надпероксидов).

Помимо деления оксидов на кислотные, основные и амфотерные их можно также разделить на оксиды с молекулярной структурой, оксиды с ионной структурой и оксиды с полимерной структурой. Деление на оксиды с молекулярной и ионной структурой довольно условное.

К молекулярным оксидам можно отнести вещества, в которых кислород и другой атом отличаются между собой по электроотрицательности незначительно. Сюда относится оксиды углерода, азота, элементы пятой, шестой и седьмой групп главных периодов. Эти вещества будут проявлять все свойства, которые характерны для молекулярных соединений.

Для того, чтобы отнести оксиды к ионным или молекулярным необходимы посмотреть на степень ионности образуемого соединения.

Возьмем первую группу периодической системы и соответсвующие оксиды:

Как видно, степень ионности данных оксидов увеличивается при продвижении по группе свеху-вниз. Если рассмотреть как изменяется степень ионности по периоду:

то можно заметить, что при продвижении от первого к пятому элементу она будет снижаться, что свидетельствует об образовании связи по молекулярному механизму.

Некоторые оксиды по своей структуре являются полимерными соединениями. К таким оксидам относятся, например SiO₂, Al₂O₃ и некоторые другие. Из-за того, что эти оксиды имеют полимерную матрицу им будут присущи свойства полимерных соединений. Наиболее важным свойством этих оксидов является нерастворимость в воде или их частичная растворимость. Как и полимерные вещества такие оксиды или не растворяются в воде или частично растворяются, что приводит к образованию студней.

3. Координационно-ионная полимеризация. Принципы синтеза стереорегулярных полимеров. Синтез, структура, свойства и применение высокомолекулярных соединений, синтезированных путем полимеризации. Полимераналогичные превращения.

Полимераналогичные превращения. Значительная часть полимерных материалов получается путем полимер-аналогичных, т. е. не приводящих к разрыву основной цепи, превращений базовых полимеров. В качестве примера рассмотрим наиболее важные в практическом отношении полимераналогичные превращения поливинило­вого спирта и целлюлозы.

В промышленности поливиниловый спирт получают алкоголизом поливинилацетат.

Продукты полимераналогичных реакций поливинилового спирта приведены на схеме:

Полиацетилирование и поликеталирование, осуществляемые обработкой поливинилового спирта уксусным альдегидом и кетонами, приводит к обра­зованию полиацеталей и поликеталей, являющихся хорошими пленкообра­зующими материалами. В качестве примера приведем реакцию получения по-ливинилбутираля:

широко применяемого в многослойных стеклах типа «триплекс». Полиэте-рификация поливинилового спирта или полипереэтерификация поливи-нилацетата позволяет получать полимеры сложных эфиров общей формулы (-СНг-CHOCOR-). используемые в качестве лаков.

В результате термообработки нитей поливинилового спирта, сформированных вытяжкой из растворов, получают поливинилспиртовые волокна, известные под названием «винол». Химические превращения поливинилового спирта при термообработке достаточно сложны; основными реакциями являются дегидратация и внутримолекулярная циклизация:

Путем полимераналогичных превращений из целлюлозы получают три основных класса ценных полимерных материалов:

Нитраты целлюлозы. Нитраты получают действием на целлюлозу смеси азотной и сеоной кислот:

Реакция протекает, начиная с О °С. Степень замещения определяется только составом нитрующей смеси.

Простые эфиры целлюлозы. При их получении целлюлоза предварительно активируется путем обработки щелочью, при этом она набухает. В качестве алкилирующих агентов используются алкилгалогениды, алкилсульфа-ты и др. Реакция образования метилцеллюлозы протекает при 80-100°С и под давлением:

Образовавшийся ксантогенат растворяют в разбавленном растворе ще­лочи и затем в кислой среде проводят обратную реакцию, приводящую к образованию гидратцеллюлозы:

Выход реакции увеличивается с увеличением давления и с уменьшением температуры.

Карбоксиметилцеллюлоза. Карбоксиметилцеллюлоза получается при взаимодействии щелочной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой или ее натриевой солью:

Экзотермическая реакция протекает за 1,5-2 ч при самопроизвольном повышении температуры от 20 до 40 °С.

При обработке щелочной целлюлозы окисью этилена в мягких условиях при 33-40 °С получается оксиэтилцеллюлоза.

Образовавшийся ксантогенат растворяют в разбавленном растворе ще­лочи и затем в кислой среде проводят обратную реакцию, приводящую к образованию гидратцеллюлозы:

В ходе восстановления Ti 4+ до Ti 3+ образуются радикалы, что объясняет известные факты инициирования радикальной полимеризации некоторых мономеров катализаторами Циглера-Натта.

Реакции инициирования и роста в полимеризации на катализаторах Циглера-Натта практически не отличаются, поскольку во всех случаях имеет место внедрение мономера по связи Ti-C. Выделяют три стадии этой реакции. На первой стадии мономер координируется на атоме титана октаэдри-ческого активного центра за счет свободной орбитали:

На второй стадии координированный мономер внедряется по связи Ti-C. При этом вакантная орбиталь регенерируется, однако, ее пространственное положение изменяется, что хорошо видно из схемы:

В результате в следующем акте роста мономер должен был бы присоединиться в другой стереохимической конфигурации. Факты, однако, указывают на то, что при полимеризации на катализаторах Циглера-Натта пропилен присоединяется всегда в одной и той же пространственной конфигурации, что приводит к формированию изотактической структуры цепи. Из этого следует необходимость существования третьей стадии, в ходе которой восстанавливается исходное пространственное положение вакантной орбитали:

Считается, что атом непереходного металла стабилизирует биметаллический активный центр. В основном механизм присоединения остается тем же, что и рассмотренный выше. Механизм стереорегулирования в обоих случаях обусловлен объемными и электростатическими взаимодействиями заместителя при двойной связи мономера и окружения титана, т.е. лигандов переходного металла.

Источник

У каких оксидов ионная связь

Ключевые слова конспекта: Катионы как продукт окисления атомов металлов. Анионы как продукт восстановления атомов неметаллов. Ионная химическая связь. Ионная кристаллическая решётка. Простые и сложные ионы.

Опираясь на знания из курса основной школы, вы, возможно, предложите следующие способы:

Однако эти процессы имеют далеко идущие последствия. Во–первых, атомы металлов, отдавая электроны (процесс называется окислением), превращаются в положительно заряженные ионы — катионы, а во–вторых, атомы неметаллов, принимая электроны на внешний слой (процесс называется восстановлением), превращаются в отрицательно заряженные ионы — анионы.

Согласно закону Кулона, между катионами и анионами возникают силы электростатического притяжения, которые удерживают эти частицы в ионном кристалле.

Эта связь характерна для соединений, образованных наиболее активными металлами — щелочными и щёлочноземельными, и наиболее активными неметаллами — галогенами и кислородом. Следовательно, из бинарных, или двухэлементных соединений, к ионным относятся оксиды и галогениды металлов IA- и IIА-групп. Эти соединения построены простыми ионами.

Схематично процесс образования ионной связи между атомами кальция и хлора можно отразить следующим образом:

Два разноимённо заряженных иона, связанных силами взаимного притяжения, взаимодействуют с другими противоположно заряженными ионами, образуя таким образом кристаллические соединения. Что они собой представляют?

Ионы, как и другие частицы, в твёрдом кристалле занимают строго определённое положение в пространстве. Если их соединить воображаемыми линиями, получится совокупность ячеек правильной геометрической формы, называемая кристаллической решёткой. Точки, в которых расположены частицы вещества (в нашем случае ионы), называют узлами кристаллической решётки.

На рисунке представлена модель кристаллической решётки другого ионного соединения — хлорида натрия NaCl. В нём каждый катион натрия окружён шестью хлорид-анионами. Те, в свою очередь, окружены каждый шестью катионами натрия.

Ионы в узлах кристаллической решётки могут колебаться, но перемещаться им мешают другие ионы. Силы взаимного притяжения ионов достаточно велики, поэтому при обычных условиях вещества ионного строения имеют твёрдое агрегатное состояние, высокую температуру плавления, они нелетучие, а потому без запаха. Некоторые из таких веществ хорошо растворимы в воде (гидроксиды щелочных и щёлочноземельных металлов, соли).

Ионные кристаллы хрупкие, поскольку при смещении слоёв одинаково заряженные ионы сближаются друг с другом, что приводит к их взаимному отталкиванию.

При сильном нагревании колебание ионов увеличивается настолько, что порядок нарушается и кристалл плавится. Из каких частиц будет состоять полученная жидкость? Очевидно, из тех, которые были в узлах кристаллической решётки, т. е. из ионов.

На рисунке показана схема образования ионной связи в оксиде кальция СаО, хорошо известного под названием «негашёная известь».

Поскольку соединения с ионной связью относятся к веществам немолекулярного строения, более точным термином, отражающим их состав, является термин «формульная единица», а не «молекулярная формула». Однако в силу традиций последнее название часто употребляется и в отношении ионных соединений.

Ионную связь можно рассматривать как крайнюю степень полярности ковалентных связей. Даже в тех соединениях, которые считаются абсолютно ионными, например в хлориде натрия, отсутствуют ионы с целочисленными значениями зарядов (+1 и –1). Действительный заряд на катионе натрия и хлорид–анионе соответственно равен +0,8 и –0,8.

Не является абсолютно истинным и утверждение о том, что ионная связь возникает между элементами с противоположными свойствами — между активными металлами и неметаллами. Имеются ионные соединения, построенные только из неметаллов. К ним, например, можно отнести соли аммония (сульфат аммония, хлорид аммония и др.), а также соли органических оснований — аминов (хлорид метиаламмония, нитрат этиламмония и др.).

Теорию ионной связи предложил немецкий учёный Вальтер Коссель.

Конспект урока по химии «Ионная химическая связь и ионные кристаллические решётки «. В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 11 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:

Источник