Fluor bebas terdiri dari molekul diatomik. Dari sudut pandang kimia, fluor dapat dicirikan sebagai non-logam monovalen, dan, terlebih lagi, yang paling aktif dari semua non-logam. Hal ini disebabkan oleh beberapa alasan, termasuk kemudahan penguraian molekul F 2 menjadi atom individu - energi yang dibutuhkan untuk ini hanya 159 kJ / mol (berlawanan dengan 493 kJ / mol untuk O 2 dan 242 kJ / mol untuk C 12). Atom fluor memiliki afinitas elektron yang signifikan dan ukurannya relatif kecil. Oleh karena itu, ikatan valensinya dengan atom unsur lain ternyata lebih kuat daripada ikatan sejenis dari metaloid lain (misalnya, energi ikatan H-F adalah - 564 kJ / mol versus 460 kJ / mol untuk ikatan H-O dan 431 kJ / mol untuk ikatan H-O dan 431 kJ / mol untuk ikatan H-O). ikatan H-C1).
Ikatan F-F dicirikan oleh jarak inti 1,42 A. Untuk disosiasi termal fluor, data berikut diperoleh dengan perhitungan:
Atom fluor dalam keadaan dasar memiliki struktur lapisan elektron terluar 2s 2 2p 5 dan bersifat monovalen. Eksitasi keadaan trivalen yang terkait dengan transfer satu elektron 2p ke tingkat 3s membutuhkan pengeluaran 1225 kJ/mol dan praktis tidak direalisasikan.
Afinitas elektron atom fluor netral diperkirakan 339 kJ/mol. Ion F - dicirikan oleh radius efektif 1,33 A dan energi hidrasi 485 kJ/mol. Untuk jari-jari kovalen fluor, biasanya diambil nilai 71 pm (yaitu, setengah jarak antar inti dalam molekul F2).
Ikatan kimia adalah fenomena elektronik di mana setidaknya satu elektron, yang berada di medan gaya nukleusnya, menemukan dirinya dalam medan gaya nukleus lain atau beberapa nukleus pada saat yang bersamaan.
Sebagian besar zat sederhana dan semua zat kompleks (senyawa) terdiri dari atom-atom yang berinteraksi satu sama lain dengan cara tertentu. Dengan kata lain, ikatan kimia terbentuk antara atom-atom. Ketika ikatan kimia terbentuk, energi selalu dilepaskan, yaitu energi partikel yang terbentuk harus lebih kecil dari energi total partikel awal.
Transisi elektron dari satu atom ke atom lain, yang menghasilkan pembentukan ion yang bermuatan berlawanan dengan konfigurasi elektronik yang stabil, di mana terjadi tarik-menarik elektrostatik, adalah model ikatan ion yang paling sederhana:
X → X + + e - ; Y + e - → Y - ; X+Y-
Hipotesis pembentukan ion dan terjadinya tarik-menarik elektrostatik di antara mereka pertama kali dikemukakan oleh ilmuwan Jerman W. Kossel (1916).
Model ikatan lain adalah pembagian elektron oleh dua atom, sebagai akibatnya konfigurasi elektronik yang stabil juga terbentuk. Ikatan semacam itu disebut kovalen, pada tahun 1916, ilmuwan Amerika G. Lewis mulai mengembangkan teorinya.
Titik umum dalam kedua teori adalah pembentukan partikel dengan konfigurasi elektronik yang stabil bertepatan dengan konfigurasi elektronik dari gas mulia.
Misalnya, dalam pembentukan litium fluorida, mekanisme ionik pembentukan ikatan diwujudkan. Atom litium (3 Li 1s 2 2s 1) kehilangan elektron dan berubah menjadi kation (3 Li + 1s 2) dengan konfigurasi elektron helium. Fluor (9 F 1s 2 2s 2 2p 5) menerima elektron, membentuk anion (9 F - 1s 2 2s 2 2p 6) dengan konfigurasi elektron neon. Daya tarik elektrostatik muncul antara ion litium Li + dan ion fluor F -, yang dengannya senyawa baru terbentuk - litium fluorida.
Ketika hidrogen fluorida terbentuk, satu-satunya elektron dari atom hidrogen (1s) dan elektron tidak berpasangan dari atom fluor (2p) berada di medan aksi kedua inti - atom hidrogen dan atom fluor. Dengan demikian, pasangan elektron yang sama muncul, yang berarti redistribusi kerapatan elektron dan munculnya kerapatan elektron maksimum. Akibatnya, dua elektron sekarang dikaitkan dengan inti atom hidrogen (konfigurasi elektronik atom helium), dan delapan elektron dari tingkat energi luar dikaitkan dengan inti fluor (konfigurasi elektronik atom neon):
Ini ditunjukkan oleh tanda hubung tunggal di antara simbol elemen: H-F.Ikatan yang dilakukan oleh satu pasangan elektron disebut ikatan tunggal.
Pembentukan kulit dua elektron untuk ion litium dan atom hidrogen adalah kasus khusus.Kecenderungan untuk membentuk kulit delapan elektron yang stabil dengan mentransfer elektron dari satu atom ke atom lain (ikatan ionik) atau dengan berbagi elektron (ikatan kovalen) disebut aturan oktet.
Namun, ada senyawa yang tidak mengikuti aturan ini. Misalnya, atom berilium dalam berilium fluorida BeF 2 hanya memiliki kulit empat elektron; enam kulit elektron adalah karakteristik atom boron (titik-titik menunjukkan elektron dari tingkat energi terluar):
Pada saat yang sama, dalam senyawa seperti fosfor (V) klorida dan belerang (VI) fluorida, yodium (VII) fluorida, kulit elektron atom pusat mengandung lebih dari delapan elektron (fosfor - 10; belerang - 12; yodium - 14):
Dalam kebanyakan konjungsi elemen-d, aturan oktet juga tidak dipatuhi.
Dalam semua contoh di atas, ikatan kimia terbentuk antara atom-atom dari unsur yang berbeda; itu disebut heteroatomik. Namun, ikatan kovalen juga dapat terbentuk antara atom yang identik. Misalnya, molekul hidrogen dibentuk dengan berbagi 15 elektron dari setiap atom hidrogen, sebagai akibatnya setiap atom memperoleh konfigurasi elektronik yang stabil dari dua elektron. Oktet terbentuk selama pembentukan molekul zat sederhana lainnya, seperti fluor:
Pembentukan ikatan kimia juga dapat dilakukan dengan sosialisasi empat atau enam elektron. Dalam kasus pertama, ikatan rangkap terbentuk, yang merupakan dua pasangan elektron umum, pada yang kedua - ikatan rangkap tiga (tiga pasangan elektron umum).
Misalnya, ketika molekul nitrogen N2 terbentuk, ikatan kimia terbentuk oleh sosialisasi enam elektron: tiga elektron p tidak berpasangan dari setiap atom. Untuk mencapai konfigurasi delapan elektron, tiga pasangan elektron umum terbentuk:
Ikatan rangkap ditunjukkan dengan dua garis putus-putus, ikatan rangkap tiga dengan tiga. Molekul nitrogen N 2 dapat direpresentasikan sebagai berikut: N≡N.
Dalam molekul diatomik yang dibentuk oleh atom dari satu unsur, kerapatan elektron maksimum terletak di tengah garis internuklear. Karena tidak ada pemisahan muatan antar atom, jenis ikatan kovalen ini disebut non-polar. Ikatan heteroatomik selalu lebih atau kurang polar, karena kerapatan elektron maksimum bergeser ke arah salah satu atom, yang karenanya memperoleh muatan negatif parsial (dilambangkan -). Atom dari mana kerapatan elektron maksimum digeser memperoleh muatan positif parsial (dilambangkan +). Partikel netral secara elektrik di mana pusat muatan parsial negatif dan parsial positif tidak bertepatan dalam ruang disebut dipol. Polaritas ikatan diukur dengan momen dipol (μ), yang berbanding lurus dengan besarnya muatan dan jarak di antara mereka.
Beras. Representasi skematis dari dipol
Daftar literatur yang digunakan
- Popkov V.A., Puzakov S. A. Kimia umum: buku teks. - M.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 hal.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Dengan. 32-35]
Pada tahun 1916, teori struktur molekul pertama yang sangat disederhanakan diusulkan, di mana representasi elektronik digunakan: teori ahli kimia fisik Amerika G. Lewis (1875-1946) dan ilmuwan Jerman W. Kossel. Menurut teori Lewis, pembentukan ikatan kimia dalam molekul diatomik melibatkan elektron valensi dua atom sekaligus. Oleh karena itu, misalnya, dalam molekul hidrogen, alih-alih prima valensi, mereka mulai menggambar pasangan elektron yang membentuk ikatan kimia:
Ikatan kimia yang dibentuk oleh pasangan elektron disebut ikatan kovalen. Molekul hidrogen fluorida digambarkan sebagai berikut:
Perbedaan antara molekul zat sederhana (H2, F2, N2, O2) dan molekul zat kompleks (HF, NO, H2O, NH3) adalah molekul zat pertama tidak memiliki momen dipol, sedangkan molekul zat kompleks memiliki momen dipol. Momen dipol m didefinisikan sebagai produk dari nilai absolut muatan q dan jarak antara dua muatan yang berlawanan r:
Momen dipol m dari molekul diatomik dapat ditentukan dengan dua cara. Pertama, karena molekulnya netral secara listrik, muatan positif total molekul Z" diketahui (sama dengan jumlah muatan inti atom: Z" = ZA + ZB). Mengetahui jarak antar inti kembali, seseorang dapat menentukan lokasi pusat gravitasi muatan positif molekul. Nilai m molekul ditemukan dari percobaan. Oleh karena itu, Anda dapat menemukan r" - jarak antara pusat gravitasi muatan positif dan total negatif molekul:
Kedua, kita dapat mengasumsikan bahwa ketika pasangan elektron yang membentuk ikatan kimia dipindahkan ke salah satu atom, beberapa muatan negatif berlebih -q "muncul pada atom ini dan muatan + q" muncul pada atom kedua. Jarak antar atom adalah :
Momen dipol molekul HF adalah 6,4×10-30 Cl× m, jarak antar inti H-F adalah 0,917×10-10 m. Perhitungan q" memberikan: q" = 0,4 muatan dasar (yaitu, muatan elektron ). Karena muatan negatif berlebih muncul pada atom fluor, itu berarti pasangan elektron yang membentuk ikatan kimia dalam molekul HF bergeser ke atom fluor. Ikatan kimia semacam itu disebut ikatan polar kovalen. Molekul tipe A2 tidak memiliki momen dipol. Ikatan kimia yang membentuk molekul-molekul ini disebut ikatan kovalen non-polar.
Teori Kossel diusulkan untuk menggambarkan molekul yang dibentuk oleh logam aktif (alkali dan alkali tanah) dan non-logam aktif (halogen, oksigen, nitrogen). Elektron valensi terluar dari atom logam adalah yang terjauh dihapus dari inti atom dan karena itu relatif lemah dipertahankan oleh atom logam. Untuk atom unsur kimia yang terletak pada baris yang sama dari sistem periodik, ketika bergerak dari kiri ke kanan, muatan inti meningkat sepanjang waktu, dan elektron tambahan terletak di lapisan elektron yang sama. Ini mengarah pada fakta bahwa kulit elektron terluar menyusut dan elektron semakin terikat kuat di dalam atom. Oleh karena itu, dalam molekul MeX, menjadi mungkin untuk memindahkan elektron valensi terluar yang tertahan lemah dari logam dengan pengeluaran energi yang sama dengan potensial ionisasi ke dalam kulit elektron valensi atom bukan logam dengan pelepasan energi yang sama dengan afinitas elektron. . Akibatnya, dua ion terbentuk: Me+ dan X-. Interaksi elektrostatik dari ion-ion ini adalah ikatan kimia. Jenis koneksi ini disebut ionik.
Jika kita menentukan momen dipol molekul MeX secara berpasangan, ternyata muatan dari atom logam tidak sepenuhnya berpindah ke atom non-logam, dan ikatan kimia dalam molekul tersebut lebih baik digambarkan sebagai ikatan kovalen yang sangat polar. Kation logam positif Me + dan anion negatif atom non-logam X- biasanya ada di lokasi kisi kristal kristal zat ini. Tetapi dalam kasus ini, setiap ion logam positif pertama-tama berinteraksi secara elektrostatik dengan anion bukan logam terdekat, kemudian dengan kation logam, dan seterusnya. Artinya, dalam kristal ionik, ikatan kimia terdelokalisasi, dan setiap ion akhirnya berinteraksi dengan semua ion lain yang memasuki kristal, yang merupakan molekul raksasa.
Seiring dengan karakteristik atom yang terdefinisi dengan baik, seperti muatan inti atom, potensi ionisasi, afinitas elektron, karakteristik yang kurang terdefinisi juga digunakan dalam kimia. Salah satunya adalah keelektronegatifan. Itu diperkenalkan ke dalam sains oleh ahli kimia Amerika L. Pauling. Pertama-tama mari kita perhatikan untuk unsur-unsur dari tiga periode pertama data tentang potensial ionisasi pertama dan afinitas elektron.
Keteraturan dalam potensial ionisasi dan afinitas elektron sepenuhnya dijelaskan oleh struktur kulit elektron valensi atom. Afinitas elektron atom nitrogen terisolasi jauh lebih kecil daripada atom logam alkali, meskipun nitrogen adalah non-logam aktif. Dalam molekul ketika berinteraksi dengan atom unsur kimia lain, nitrogen membuktikan bahwa itu adalah non-logam aktif. Inilah yang coba dilakukan L. Pauling, memperkenalkan "keelektronegatifan" sebagai kemampuan atom unsur kimia untuk menggantikan pasangan elektron ke arah dirinya sendiri selama pembentukan ikatan kovalen polar. Skala elektronegativitas untuk unsur-unsur kimia diusulkan oleh L. Pauling. Dia menghubungkan elektronegativitas tertinggi dalam unit tak berdimensi sewenang-wenang dengan fluor - 4.0, oksigen - 3.5, klorin dan nitrogen - 3.0, bromin - 2.8. Sifat perubahan keelektronegatifan atom sepenuhnya sesuai dengan hukum yang dinyatakan dalam sistem periodik. Oleh karena itu, penggunaan konsep keelektronegatifan"hanya menerjemahkan ke dalam bahasa lain pola-pola dalam perubahan sifat logam dan non-logam yang sudah tercermin dalam sistem Periodik.
Banyak logam dalam keadaan padat adalah kristal yang hampir terbentuk sempurna.. Pada simpul kisi kristal dalam kristal terdapat atom atau ion logam positif. Elektron dari atom logam yang membentuk ion positif berbentuk gas elektron di ruang antara simpul kisi kristal dan milik semua atom dan ion. Mereka menentukan karakteristik kilau logam, konduktivitas listrik yang tinggi dan konduktivitas termal logam. Jenis Ikatan kimia, yang dilakukan oleh elektron tersosialisasi dalam kristal logam, disebutikatan logam.
Pada tahun 1819, ilmuwan Prancis P. Dulong dan A. Petit secara eksperimental menetapkan bahwa kapasitas panas molar hampir semua logam dalam keadaan kristal adalah 25 J/mol. Sekarang kita dapat dengan mudah menjelaskan mengapa demikian. Atom-atom logam di simpul kisi kristal selalu bergerak - mereka membuat gerakan osilasi. Gerakan kompleks ini dapat diuraikan menjadi tiga gerakan osilasi sederhana dalam tiga bidang yang saling tegak lurus. Setiap gerakan osilasi memiliki energinya sendiri dan hukum perubahannya sendiri dengan meningkatnya suhu - kapasitas panasnya sendiri. Nilai batas kapasitas panas untuk setiap gerakan osilasi atom sama dengan R - Konstanta Gas Universal. Tiga gerakan vibrasi independen atom dalam kristal akan sesuai dengan kapasitas panas sama dengan 3R. Ketika logam dipanaskan, mulai dari suhu yang sangat rendah, kapasitas panasnya meningkat dari nol. Pada suhu ruangan dan suhu yang lebih tinggi, kapasitas panas sebagian besar logam mencapai nilai maksimumnya - 3R.
Ketika dipanaskan, kisi kristal logam hancur dan berubah menjadi cair. Pada pemanasan lebih lanjut, logam menguap. Dalam uap, banyak logam ada sebagai molekul Me2. Dalam molekul ini, atom logam dapat membentuk ikatan kovalen nonpolar.
Fluor adalah unsur kimia (simbol F, nomor atom 9), non-logam yang termasuk dalam kelompok halogen. Ini adalah zat yang paling aktif dan elektronegatif. Pada suhu dan tekanan normal, molekul fluor berwarna kuning pucat dengan rumus F 2 . Seperti halida lainnya, molekul fluor sangat berbahaya dan menyebabkan luka bakar kimia yang parah jika kontak dengan kulit.
Penggunaan
Fluor dan senyawanya banyak digunakan, termasuk untuk produksi obat-obatan, bahan kimia pertanian, bahan bakar dan pelumas, serta tekstil. digunakan untuk mengetsa kaca, sedangkan plasma fluor digunakan untuk memproduksi semikonduktor dan bahan lainnya. Konsentrasi ion F yang rendah dalam pasta gigi dan air minum dapat membantu mencegah karies gigi, sementara konsentrasi yang lebih tinggi ditemukan pada beberapa insektisida. Banyak anestesi umum adalah turunan hidrofluorokarbon. Isotop 18 F adalah sumber positron untuk pencitraan medis dengan tomografi emisi positron, dan uranium heksafluorida digunakan untuk pemisahan dan pembangkitan isotop uranium untuk pembangkit listrik tenaga nuklir.
Sejarah penemuan
Mineral yang mengandung senyawa fluor telah dikenal bertahun-tahun sebelum elemen kimia ini diisolasi. Misalnya, mineral fluorspar (atau fluorit), yang terdiri dari kalsium fluorida, dijelaskan pada tahun 1530 oleh George Agricola. Dia memperhatikan bahwa itu dapat digunakan sebagai fluks, zat yang membantu menurunkan titik leleh logam atau bijih dan membantu memurnikan logam yang diinginkan. Oleh karena itu, fluor mendapatkan nama latinnya dari kata fluere ("aliran").
Pada tahun 1670, peniup kaca Heinrich Schwanhard menemukan bahwa kaca tergores oleh aksi kalsium fluorida (fluorspar) yang diolah dengan asam. Carl Scheele dan banyak peneliti kemudian, termasuk Humphrey Davy, Joseph-Louis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, Louis Thénard, bereksperimen dengan asam fluorida (HF), yang mudah diperoleh dengan memperlakukan CaF dengan asam sulfat pekat.
Akhirnya, menjadi jelas bahwa HF mengandung elemen yang sebelumnya tidak diketahui. Namun, karena reaktivitasnya yang berlebihan, zat ini tidak dapat diisolasi selama bertahun-tahun. Tidak hanya sulit untuk memisahkan dari senyawa, tetapi segera bereaksi dengan komponen lainnya. Isolasi unsur fluor dari asam fluorida sangat berbahaya, dan upaya awal membutakan dan membunuh beberapa ilmuwan. Orang-orang ini dikenal sebagai "martir fluoride".
Penemuan dan produksi
Akhirnya, pada tahun 1886, ahli kimia Prancis Henri Moissan berhasil mengisolasi fluor dengan elektrolisis campuran kalium fluorida cair dan asam fluorida. Untuk ini ia dianugerahi Hadiah Nobel 1906 dalam Kimia. Pendekatan elektrolitiknya terus digunakan hingga saat ini untuk produksi industri unsur kimia ini.
Produksi fluor dalam skala besar pertama dimulai selama Perang Dunia II. Itu diperlukan untuk salah satu tahap pembuatan bom atom sebagai bagian dari Proyek Manhattan. Fluor digunakan untuk memproduksi uranium heksafluorida (UF 6 ), yang pada gilirannya digunakan untuk memisahkan dua isotop 235 U dan 238 U. Saat ini, UF 6 berbentuk gas diperlukan untuk menghasilkan uranium yang diperkaya untuk tenaga nuklir.
Sifat yang paling penting dari fluor
Dalam tabel periodik, unsur terletak di atas golongan 17 (dahulu golongan 7A), yang disebut halogen. Halogen lainnya termasuk klorin, bromin, yodium dan astatin. Selain itu, F berada pada periode kedua antara oksigen dan neon.
Fluor murni adalah gas korosif (rumus kimia F 2 ) dengan bau menyengat khas yang ditemukan pada konsentrasi 20 nl per liter volume. Sebagai yang paling reaktif dan elektronegatif dari semua elemen, ia dengan mudah membentuk senyawa dengan sebagian besar dari mereka. Fluor terlalu reaktif untuk ada dalam bentuk unsurnya dan memiliki afinitas sedemikian rupa untuk sebagian besar bahan, termasuk silikon, sehingga tidak dapat disiapkan atau disimpan dalam wadah kaca. Di udara lembab, ia bereaksi dengan air, membentuk asam fluorida yang tidak kalah berbahayanya.
Fluor, berinteraksi dengan hidrogen, meledak bahkan pada suhu rendah dan dalam gelap. Bereaksi hebat dengan air untuk membentuk asam fluorida dan gas oksigen. Berbagai bahan, termasuk logam dan kaca yang terdispersi halus, dibakar dengan nyala api yang terang dalam pancaran gas fluor. Selain itu, unsur kimia ini membentuk senyawa dengan gas mulia kripton, xenon dan radon. Namun, tidak bereaksi langsung dengan nitrogen dan oksigen.
Terlepas dari aktivitas fluor yang ekstrem, metode penanganan dan transportasi yang aman kini telah tersedia. Elemen tersebut dapat disimpan dalam wadah baja atau monel (paduan kaya nikel), karena fluorida terbentuk di permukaan bahan ini, yang mencegah reaksi lebih lanjut.
Fluorida adalah zat di mana fluor hadir sebagai ion bermuatan negatif (F-) dalam kombinasi dengan beberapa elemen bermuatan positif. Senyawa fluor dengan logam adalah salah satu garam yang paling stabil. Ketika dilarutkan dalam air, mereka dibagi menjadi ion. Bentuk lain dari fluor adalah kompleks, misalnya, - dan H 2 F + .
isotop
Ada banyak isotop halogen ini, mulai dari 14 F hingga 31 F. Tetapi komposisi isotop fluor hanya mencakup satu di antaranya, 19 F, yang mengandung 10 neutron, karena hanya satu-satunya yang stabil. Isotop radioaktif 18 F adalah sumber positron yang berharga.
Dampak biologis
Fluor dalam tubuh terutama ditemukan di tulang dan gigi dalam bentuk ion. Fluoridasi air minum pada konsentrasi kurang dari satu bagian per juta secara signifikan mengurangi kejadian karies - menurut National Research Council dari National Academy of Sciences Amerika Serikat. Di sisi lain, akumulasi fluoride yang berlebihan dapat menyebabkan fluorosis, yang bermanifestasi pada gigi berbintik-bintik. Efek ini biasanya diamati di daerah di mana kandungan unsur kimia ini dalam air minum melebihi konsentrasi 10 ppm.
Unsur fluor dan garam fluorida bersifat racun dan harus ditangani dengan sangat hati-hati. Kontak dengan kulit atau mata harus hati-hati dihindari. Reaksi dengan kulit menghasilkan yang dengan cepat menembus jaringan dan bereaksi dengan kalsium di tulang, merusaknya secara permanen.
Fluor di lingkungan
Produksi dunia tahunan mineral fluorit adalah sekitar 4 juta ton, dan total kapasitas deposit yang dieksplorasi dalam 120 juta ton.Area utama untuk ekstraksi mineral ini adalah Meksiko, Cina dan Eropa Barat.
Fluor terjadi secara alami di kerak bumi, di mana ia dapat ditemukan di bebatuan, batu bara, dan tanah liat. Fluorida dilepaskan ke udara oleh erosi angin tanah. Fluor adalah unsur kimia paling melimpah ke-13 di kerak bumi - kandungannya 950 ppm. Di tanah, konsentrasi rata-rata adalah sekitar 330 ppm. Hidrogen fluorida dapat dilepaskan ke udara sebagai hasil dari proses pembakaran industri. Fluorida yang ada di udara akhirnya jatuh ke tanah atau ke air. Ketika fluor membentuk ikatan dengan partikel yang sangat kecil, fluor dapat tetap berada di udara untuk waktu yang lama.
Di atmosfer, 0,6 miliar unsur kimia ini hadir dalam bentuk kabut garam dan senyawa klorin organik. Di daerah perkotaan, konsentrasinya mencapai 50 bagian per miliar.
Koneksi
Fluor adalah unsur kimia yang membentuk berbagai macam senyawa organik dan anorganik. Ahli kimia dapat mengganti atom hidrogen dengannya, sehingga menciptakan banyak zat baru. Halogen yang sangat reaktif membentuk senyawa dengan gas mulia. Pada tahun 1962, Neil Bartlett mensintesis xenon hexafluoroplatinate (XePtF6). Kripton dan radon fluorida juga telah diperoleh. Senyawa lain adalah argon fluorohidrida, yang stabil hanya pada suhu yang sangat rendah.
Aplikasi Industri
Dalam keadaan atom dan molekul, fluor digunakan untuk etsa plasma dalam produksi semikonduktor, tampilan panel datar, dan sistem mikroelektromekanis. Asam fluorida digunakan untuk mengetsa kaca pada lampu dan produk lainnya.
Seiring dengan beberapa senyawanya, fluor merupakan komponen penting dalam produksi obat-obatan, bahan kimia pertanian, bahan bakar dan pelumas, dan tekstil. Unsur kimia diperlukan untuk menghasilkan alkana terhalogenasi (halon), yang, pada gilirannya, banyak digunakan dalam sistem pendingin udara dan pendingin. Belakangan, penggunaan klorofluorokarbon seperti itu dilarang karena berkontribusi pada perusakan lapisan ozon di atmosfer bagian atas.
Sulfur heksafluorida adalah gas yang sangat lembam dan tidak beracun yang diklasifikasikan sebagai gas rumah kaca. Tanpa fluor, produksi plastik gesekan rendah seperti Teflon tidak mungkin. Banyak anestesi (misalnya sevofluran, desfluran, dan isofluran) merupakan turunan CFC. Sodium hexafluoroaluminate (cryolite) digunakan dalam elektrolisis aluminium.
Senyawa fluor, termasuk NaF, digunakan dalam pasta gigi untuk mencegah kerusakan gigi. Zat-zat ini ditambahkan ke persediaan air kota untuk memberikan fluoridasi air, namun praktiknya dianggap kontroversial karena berdampak pada kesehatan manusia. Pada konsentrasi yang lebih tinggi, NaF digunakan sebagai insektisida, terutama untuk pengendalian kecoa.
Di masa lalu, fluorida telah digunakan untuk mengurangi bijih dan meningkatkan fluiditasnya. Fluor merupakan komponen penting dalam produksi uranium heksafluorida, yang digunakan untuk memisahkan isotopnya. 18 F, isotop radioaktif dengan 110 menit, memancarkan positron dan sering digunakan dalam tomografi emisi positron medis.
Sifat fisik fluor
Sifat-sifat dasar unsur kimia adalah sebagai berikut:
- Massa atom 18,9984032 g/mol.
- Konfigurasi elektron 1s 2 2s 2 2p 5 .
- Bilangan oksidasinya adalah -1.
- Kepadatan 1,7 g/l.
- Titik lebur 53,53 K.
- Titik didih 85,03 K.
- Kapasitas panas 31,34 J/(K mol).
Partikel kimia yang terbentuk dari dua atom atau lebih disebut molekul(nyata atau bersyarat satuan rumus zat poliatomik). Atom dalam molekul terikat secara kimia.
Ikatan kimia adalah gaya tarik listrik yang menyatukan partikel-partikel. Setiap ikatan kimia dalam rumus struktur tampaknya garis valensi, Misalnya:
H - H (ikatan antara dua atom hidrogen);
H 3 N - H + (ikatan antara atom nitrogen dari molekul amonia dan kation hidrogen);
(K +) - (I -) (ikatan antara kation kalium dan ion iodida).
Ikatan kimia dibentuk oleh sepasang elektron (), yang dalam rumus elektronik partikel kompleks (molekul, ion kompleks) biasanya digantikan oleh garis valensi, berbeda dengan pasangan elektron atom yang tidak digunakan bersama, misalnya:
Ikatan kimia disebut kovalen, jika dibentuk oleh sosialisasi sepasang elektron oleh kedua atom.
Dalam molekul F2, kedua atom fluor memiliki keelektronegatifan yang sama, oleh karena itu, kepemilikan pasangan elektron adalah sama untuk mereka. Ikatan kimia semacam itu disebut non-polar, karena setiap atom fluor memiliki kerapatan elektron sama di rumus elektronik molekul dapat dibagi secara kondisional di antara mereka secara merata:
Dalam molekul HCl, ikatan kimia sudah kutub, karena kerapatan elektron pada atom klorin (unsur dengan elektronegativitas lebih besar) jauh lebih tinggi daripada pada atom hidrogen:
Ikatan kovalen, misalnya H - H, dapat dibentuk dengan berbagi elektron dari dua atom netral:
H + H > H – H
Mekanisme ikatan ini disebut menukarkan atau setara.
Menurut mekanisme lain, ikatan kovalen yang sama H - H muncul ketika pasangan elektron dari ion hidrida H disosialisasikan oleh kation hidrogen H +:
H + + (:H) -> H - H
Kation H+ dalam hal ini disebut akseptor dan anion H - penyumbang pasangan elektron. Mekanisme pembentukan ikatan kovalen dalam hal ini adalah: donor-akseptor, atau koordinasi.
Ikatan tunggal (H - H, F - F, H - CI, H - N) disebut a-link, mereka menentukan bentuk geometris molekul.
Ikatan rangkap dua dan rangkap tiga () mengandung satu?-komponen dan satu atau dua?-komponen; ?-komponen, yang merupakan komponen utama dan dibentuk terlebih dahulu, selalu lebih kuat dari?-komponen.
Karakteristik fisik (sebenarnya dapat diukur) dari ikatan kimia adalah energi, panjang, dan polaritasnya.
Energi ikatan kimia (E cv) adalah panas yang dilepaskan selama pembentukan ikatan ini dan digunakan untuk memutuskannya. Untuk atom yang sama, ikatan tunggal selalu lebih lemah dari kelipatan (ganda, rangkap tiga).
Panjang ikatan kimia (aku s) - jarak antar nuklir. Untuk atom yang sama, ikatan tunggal selalu lebih lama daripada kelipatan.
Polaritas komunikasi diukur momen dipol listrik p- produk dari muatan listrik nyata (pada atom dari ikatan tertentu) dengan panjang dipol (yaitu, panjang ikatan). Semakin besar momen dipol, semakin tinggi polaritas ikatan. Muatan listrik nyata pada atom-atom dalam ikatan kovalen selalu bernilai lebih kecil daripada bilangan oksidasi unsur-unsur, tetapi mereka bertepatan dalam tanda; misalnya, untuk ikatan H + I -Cl -I, muatan sebenarnya adalah H +0 "17 -Cl -0" 17 (partikel bipolar, atau dipol).
Polaritas molekul ditentukan oleh komposisi dan bentuk geometrisnya.
Non-polar (p = O) akan:
a) molekul sederhana zat, karena hanya mengandung ikatan kovalen non-polar;
b) poliatomik molekul sulit zat, jika bentuk geometrisnya simetris.
Misalnya, molekul CO 2, BF 3 dan CH 4 memiliki arah vektor ikatan yang sama (sepanjang) sebagai berikut:
Ketika vektor ikatan ditambahkan, jumlah mereka selalu hilang, dan molekul secara keseluruhan adalah non-polar, meskipun mengandung ikatan polar.
Kutub (p> O) menjadi:
sebuah) diatomik molekul sulit zat, karena hanya mengandung ikatan polar;
b) poliatomik molekul sulit zat, jika strukturnya secara asimetris, yaitu, bentuk geometrisnya tidak lengkap atau terdistorsi, yang mengarah pada munculnya dipol listrik total, misalnya, dalam molekul NH 3, H 2 O, HNO 3 dan HCN.
Ion kompleks, seperti NH 4 + , SO 4 2- dan NO 3 - , pada prinsipnya tidak dapat dipol, mereka hanya membawa satu muatan (positif atau negatif).
Ikatan ionik muncul selama tarik-menarik elektrostatik kation dan anion dengan hampir tidak ada sosialisasi pasangan elektron, misalnya antara K + dan I -. Atom kalium memiliki kekurangan kerapatan elektron, atom yodium memiliki kelebihan. Koneksi ini dianggap membatasi kasus ikatan kovalen, karena sepasang elektron praktis dimiliki oleh anion. Hubungan seperti itu paling umum untuk senyawa logam dan non-logam khas (CsF, NaBr, CaO, K 2 S, Li 3 N) dan zat dari kelas garam (NaNO 3, K 2 SO 4, CaCO 3). Semua senyawa ini dalam kondisi ruangan adalah zat kristal, yang disatukan dengan nama umum kristal ionik(kristal dibangun dari kation dan anion).
Ada jenis koneksi lain yang disebut ikatan logam, di mana elektron valensi sangat longgar dipegang oleh atom logam sehingga mereka sebenarnya bukan milik atom tertentu.
Atom-atom logam, dibiarkan tanpa elektron eksternal yang jelas-jelas menjadi miliknya, seolah-olah menjadi ion positif. Mereka membentuk kisi kristal logam. Himpunan elektron valensi tersosialisasi ( gas elektron) memegang ion logam positif bersama-sama dan di situs kisi tertentu.
Selain kristal ionik dan logam, ada juga nuklir dan molekuler zat kristal, di situs kisi yang masing-masing memiliki atom atau molekul. Contoh: berlian dan grafit - kristal dengan kisi atom, yodium I 2 dan karbon dioksida CO 2 (es kering) - kristal dengan kisi molekul.
Ikatan kimia tidak hanya terjadi di dalam molekul zat, tetapi juga dapat terbentuk antar molekul, misalnya untuk HF cair, air H 2 O dan campuran H 2 O + NH 3 :
ikatan hidrogen terbentuk karena gaya tarik elektrostatik dari molekul polar yang mengandung atom dari unsur yang paling elektronegatif - F, O, N. Misalnya, ikatan hidrogen hadir dalam HF, H 2 O dan NH 3, tetapi tidak dalam HCl, H2S dan PH3.
Ikatan hidrogen tidak stabil dan mudah putus, misalnya saat es mencair dan air mendidih. Namun, beberapa energi tambahan dikeluarkan untuk memutuskan ikatan ini, dan oleh karena itu titik leleh (Tabel 5) dan titik didih zat dengan ikatan hidrogen
(misalnya, HF dan H 2 O) secara signifikan lebih tinggi daripada zat serupa, tetapi tanpa ikatan hidrogen (misalnya, HCl dan H 2 S, masing-masing).
Banyak senyawa organik juga membentuk ikatan hidrogen; Ikatan hidrogen memainkan peran penting dalam proses biologis.
Contoh tugas Bagian A1. Zat yang hanya memiliki ikatan kovalen adalah
1) SiH 4, Cl 2 O, CaBr 2
2) NF 3, NH 4 Cl, P 2 O 5
3) CH 4 , HNO 3 , Na(CH 3 O)
4) CCl 2 O, I 2, N 2 O
2–4. Ikatan kovalen
2. tunggal
3. ganda
4. tiga kali lipat
hadir dalam materi
5. Ikatan ganda hadir dalam molekul
6. Partikel yang disebut radikal adalah
7. Salah satu ikatan dibentuk oleh mekanisme donor-akseptor dalam himpunan ion
1) SO 4 2-, NH 4 +
2) H 3 O +, NH 4 +
3) PO 4 3-, NO 3 -
4) PH 4 + , SO 3 2-
8. Yang paling tahan lama dan pendek ikatan - dalam molekul
9. Zat dengan ikatan ion saja - dalam himpunan
2) NH 4 Cl, SiCl 4
10–13. Kisi kristal materi
13. Va(OH)2
1) logam
Atom, molekul, sifat inti
Struktur atom fluor.
Di pusat atom adalah inti bermuatan positif. 9 elektron bermuatan negatif berputar.
Rumus elektronik: 1s2;2s2;2p5
m pro. = 1,00783 (a.m.u.)
m netral = 1,00866 (a.m.u.)
m proton = m elektron
Isotop fluor.
Isotop: 18F
Deskripsi singkat: Prevalensi di alam: 0%
Jumlah proton dalam inti adalah 9. Jumlah neutron dalam inti adalah 9. Jumlah nukleon adalah 18.E ikatan \u003d 931,5 (9 * m pr. + 9 * m neutron-M (F18)) \ u003d 138.24 (MEV) E spesifik = E ikatan/N nukleon = 7,81 (MEV/nukleon)
Peluruhan alfa tidak mungkinBeta minus peluruhan tidak mungkin Peluruhan positron: F(Z=9,M=18)-->O(Z=8,M=18)+e(Z=+1,M=0)+0,28( MeV) Penangkapan elektronik: F(Z=9,M=18)+e(Z=-1,M=0)-->O(Z=8,M=18)+1,21(MeV)
Isotop: 19F
Deskripsi singkat: Prevalensi di alam: 100%
molekul fluor.
Fluor bebas terdiri dari molekul diatomik. Dari sudut pandang kimia, fluor dapat dicirikan sebagai non-logam monovalen, dan, terlebih lagi, yang paling aktif dari semua non-logam. Hal ini disebabkan oleh sejumlah alasan, termasuk kemudahan penguraian molekul F2 menjadi atom individu - energi yang dibutuhkan untuk ini hanya 159 kJ / mol (berlawanan dengan 493 kJ / mol untuk O2 dan 242 kJ / mol untuk C12). Atom fluor memiliki afinitas elektron yang signifikan dan ukurannya relatif kecil. Oleh karena itu, ikatan valensinya dengan atom unsur lain ternyata lebih kuat daripada ikatan sejenis dari metaloid lain (misalnya, energi ikatan H-F adalah - 564 kJ / mol versus 460 kJ / mol untuk ikatan H-O dan 431 kJ / mol untuk ikatan H-O dan 431 kJ / mol untuk ikatan H-O). ikatan H-C1).
Ikatan F-F dicirikan oleh jarak inti 1,42 A. Untuk disosiasi termal fluor, data berikut diperoleh dengan perhitungan:
Suhu, °C 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700
Derajat disosiasi, % 5 10-3 0.3 4.2 22 60 88 97 99
Atom fluor dalam keadaan dasar memiliki struktur lapisan elektron terluar 2s22p5 dan bersifat monovalen. Eksitasi keadaan trivalen yang terkait dengan transfer satu elektron 2p ke tingkat 3s membutuhkan pengeluaran 1225 kJ/mol dan praktis tidak direalisasikan. Afinitas elektron atom fluor netral diperkirakan 339 kJ/mol. Ion F- dicirikan oleh radius efektif 1,33 A dan energi hidrasi 485 kJ/mol. Jari-jari kovalen fluor biasanya dianggap 71 pm (yaitu, setengah jarak antar inti dalam molekul F2).
Sifat kimia fluor.
Karena turunan fluor dari elemen metaloid biasanya sangat mudah menguap, pembentukannya tidak melindungi permukaan metaloid dari aksi fluor lebih lanjut. Oleh karena itu, interaksi sering berlangsung jauh lebih kuat daripada dengan banyak logam. Misalnya, silikon, fosfor, dan belerang menyala dalam gas fluor. Karbon amorf (arang) berperilaku serupa, sedangkan grafit hanya bereaksi pada suhu panas merah. Fluor tidak bergabung langsung dengan nitrogen dan oksigen.
Dari senyawa hidrogen unsur lain, fluor menghilangkan hidrogen. Sebagian besar oksida diuraikan olehnya dengan perpindahan oksigen. Secara khusus, air berinteraksi menurut skema F2 + H2O --> 2 HF + O
selain itu, atom oksigen yang dipindahkan bergabung tidak hanya satu sama lain, tetapi juga sebagian dengan molekul air dan fluor. Oleh karena itu, selain gas oksigen, reaksi ini selalu menghasilkan hidrogen peroksida dan fluor oksida (F2O). Yang terakhir adalah gas kuning pucat, mirip dengan bau ozon.
Fluor oksida (jika tidak - oksigen fluorida - OF2) dapat diperoleh dengan melewatkan fluor dalam 0,5 N. larutan NaOH. Reaksi berlangsung menurut persamaan: 2 F2 + 2 NaOH = 2 NaF + H2O + F2OT Reaksi berikut juga merupakan karakteristik fluor:
H2 + F2 = 2HF (dengan ledakan)
(elektron pertama)
(menurut Pauling)
| F | 9 |
| 18,9984 | |
| 2s 2 2p 5 | |
| Fluor | |
Sifat kimia
Non-logam paling aktif, ia berinteraksi dengan keras dengan hampir semua zat (pengecualian langka adalah fluoroplas), dan dengan sebagian besar dari mereka - dengan pembakaran dan ledakan. Kontak fluor dengan hidrogen menyebabkan pengapian dan ledakan bahkan pada suhu yang sangat rendah (hingga 252°C). Bahkan air dan platinum: uranium untuk industri nuklir terbakar dalam atmosfer fluor.
klorin trifluorida ClF 3 - agen fluorinasi dan pengoksidasi bahan bakar roket yang kuat
sulfur hexafluoride SF 6 - isolator gas dalam industri listrik
fluorida logam (seperti W dan V), yang memiliki beberapa sifat menguntungkan
freon adalah pendingin yang baik
teflon - polimer inert secara kimia
sodium hexafluoroaluminate - untuk produksi aluminium selanjutnya dengan elektrolisis
berbagai senyawa fluor
Teknologi rudal
Senyawa fluor banyak digunakan dalam teknologi roket sebagai oksidator propelan.Aplikasi dalam kedokteran
Senyawa fluor banyak digunakan dalam pengobatan sebagai pengganti darah.
Peran biologis dan fisiologis
Fluor merupakan elemen vital bagi tubuh. Dalam tubuh manusia, fluor terutama ditemukan di email gigi sebagai bagian dari fluorapatit - Ca 5 F (PO 4) 3 . Dengan asupan fluorida yang tidak mencukupi (kurang dari 0,5 mg / liter air minum) atau berlebihan (lebih dari 1 mg / liter) oleh tubuh, penyakit gigi dapat berkembang: karies dan fluorosis (enamel berbintik-bintik) dan osteosarkoma.
Untuk mencegah karies, disarankan untuk menggunakan pasta gigi dengan aditif fluoride atau menggunakan air berfluoride (hingga konsentrasi 1 mg / l), atau menerapkan aplikasi lokal dengan larutan natrium fluorida atau stannous fluorida 1-2%. Tindakan tersebut dapat mengurangi kemungkinan karies sebesar 30-50%.
Konsentrasi maksimum yang diijinkan dari fluor terikat di udara tempat industri adalah 0,0005 mg/liter.
informasi tambahan
Fluor, Fluorum, F(9)
Fluor (Fluor, French dan German Fluor) diperoleh dalam keadaan bebas pada tahun 1886, tetapi senyawanya telah dikenal sejak lama dan banyak digunakan dalam metalurgi dan produksi kaca. Penyebutan pertama fluorit (CaP,) dengan nama fluorspar (Fliisspat) berasal dari abad ke-16. Salah satu karya yang dikaitkan dengan Vasily Valentin yang legendaris menyebutkan batu yang dicat dalam berbagai warna - fluks (Fliisse dari bahasa Latin fluere - aliran, tuang), yang digunakan sebagai fluks dalam peleburan logam. Agricola dan Libavius menulis tentang hal yang sama. Yang terakhir memperkenalkan nama khusus untuk fluks ini - fluorspar (Flusspat) dan lelehan mineral. Banyak penulis tulisan-tulisan kimia dan teknis abad ke-17 dan ke-18. menjelaskan berbagai jenis fluorspar. Di Rusia, batu-batu ini disebut plavik, spalt, spat; Lomonosov mengklasifikasikan batu-batu ini sebagai selenites dan menyebutnya spar atau fluks (fluks kristal). Master Rusia, serta kolektor koleksi mineral (misalnya, pada abad ke-18, Pangeran P.F. Golitsyn) tahu bahwa beberapa jenis spar bersinar dalam gelap saat dipanaskan (misalnya, dalam air panas). Namun, bahkan Leibniz dalam sejarahnya tentang fosfor (1710) menyebutkan dalam hubungan ini termofosfat (Thermophosphorus).
Rupanya, ahli kimia dan ahli kimia tukang berkenalan dengan asam fluorida paling lambat abad ke-17. Pada tahun 1670, pengrajin Nuremberg Schwanhard menggunakan fluorspar yang dicampur dengan asam sulfat untuk mengetsa desain pada gelas piala. Namun, pada saat itu sifat fluorspar dan asam fluorida sama sekali tidak diketahui. Diyakini, misalnya, bahwa asam silikat memiliki efek etsa dalam proses Schwanhard. Pendapat yang salah ini dihilangkan oleh Scheele, membuktikan bahwa dalam interaksi fluorspar dengan asam sulfat, asam silikat diperoleh sebagai hasil dari erosi retort kaca oleh asam fluorida yang dihasilkan. Selain itu, Scheele menetapkan (1771) bahwa fluorspar adalah kombinasi tanah berkapur dengan asam khusus, yang disebut "asam Swedia".
Lavoisier mengenali radikal asam fluorida (radical fluorique) sebagai benda sederhana dan memasukkannya ke dalam tabel benda sederhananya. Kurang lebih asam fluorida murni diperoleh pada tahun 1809. Gay-Lussac dan Tenard dengan menyuling fluorspar dengan asam sulfat dalam timbal atau retort perak. Selama operasi ini, kedua peneliti diracun. Sifat sebenarnya dari asam fluorida didirikan pada tahun 1810 oleh Ampere. Dia menolak pendapat Lavoisier bahwa asam fluorida harus mengandung oksigen, dan membuktikan analogi asam ini dengan asam klorida. Ampère melaporkan temuannya kepada Davy, yang tak lama sebelum itu telah menetapkan sifat unsur klorin. Davy sepenuhnya setuju dengan argumen Ampere dan menghabiskan banyak usaha untuk mendapatkan fluor gratis dengan elektrolisis asam fluorida dan dengan cara lain. Mempertimbangkan efek korosif yang kuat dari asam fluorida pada kaca, serta pada jaringan tumbuhan dan hewan, Ampere menyarankan untuk menyebut elemen yang terkandung di dalamnya fluor (Yunani - kehancuran, kematian, sampar, wabah, dll.). Namun, Davy tidak menerima nama ini dan mengusulkan nama lain - fluor (Fluorine), dengan analogi dengan nama klorin - klorin (Klorin), kedua nama tersebut masih digunakan dalam bahasa Inggris. Di Rusia, nama yang diberikan oleh Ampere telah dipertahankan.
Berbagai upaya untuk mengisolasi fluor bebas di abad ke-19 tidak membawa hasil yang sukses. Baru pada tahun 1886 Moissan berhasil melakukannya dan memperoleh fluor gratis dalam bentuk gas kuning-hijau. Karena fluor adalah gas yang sangat agresif, Moissan harus mengatasi banyak kesulitan sebelum dia menemukan bahan yang cocok untuk peralatan dalam percobaan dengan fluor. Tabung-U untuk elektrolisis asam fluorida pada 55°C (didinginkan dengan metil klorida cair) terbuat dari platina dengan sumbat fluorspar. Setelah sifat kimia dan fisik dari fluor bebas diselidiki, ditemukan aplikasi yang luas. Saat ini, fluor adalah salah satu komponen terpenting dalam sintesis berbagai macam senyawa organofluorin. Sastra Rusia awal abad ke-19. fluor disebut berbeda: basa asam fluorida, fluor (Dvigubsky, 1824), fluor (Iovsky), fluor (Shcheglov, 1830), fluor, fluor, fluor. Hess dari tahun 1831 memperkenalkan nama fluor.
Pekerjaan memilih tugas pada ikatan kimia.
Pugacheva Elena Vladimirovna
Deskripsi pengembangan
6. Ikatan kovalen non-polar adalah karakteristik dari
1) Cl 2 2) SO3 3) CO 4) SiO 2
1) NH 3 2) Cu 3) H 2 S 4) I 2
3) ionik 4) logam
15. Tiga pasangan elektron yang sama membentuk ikatan kovalen dalam sebuah molekul
16. Ikatan hidrogen terbentuk antar molekul
1) HI 2) HCl 3) HF 4) HBr
1) air dan berlian 2) hidrogen dan klorin 3) tembaga dan nitrogen 4) brom dan metana
19. Ikatan hidrogen tidak khas untuk substansi
1) fluor 2) klor 3) brom 4) yodium
1) CF 4 2) CCl 4 3) CBr 4 4) CI 4
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
32. Atom unsur kimia periode kedua sistem periodik D.I. Mendeleev membentuk senyawa dengan ikatan kimia ion komposisi 1) LiF 2) CO 2 3) Al 2 O 3 4) BaS
1) ionik 2) logam
43. Ikatan ion terbentuk oleh 1) H dan S 2) P dan C1 3) Cs dan Br 4) Si dan F
saat berinteraksi
1) ionik 2) logam
1) ionik 2) logam
NAMA ZAT JENIS KOMUNIKASI
1) seng A) ionik
2) nitrogen B) logam
62. Pertandingan
JENIS KONEKSI KOMUNIKASI
1) ionik A) H2
2) logam B) Va
3) kovalen polar B) HF
66. Ikatan kimia terkuat terjadi pada molekul 1) F 2 2) Cl 2 3) O 2 4) N 2
67. Kekuatan ikatan meningkat secara seri 1) Cl 2 -O 2 -N 2 2) O 2 - N 2- Cl 2 3) O 2 -Cl 2 -N 2 4) Cl 2 -N 2 -O 2
68. Tunjukkan deret yang ditandai dengan peningkatan panjang ikatan kimia
1) O 2, N 2, F 2, Cl 2 2) N 2, O 2, F 2, Cl 2 3) F 2, N 2, O 2, Cl 2 4) N 2, O 2, Cl 2, F2
Mari kita menganalisis tugas No. 3 dari opsi USE untuk 2016.
Tugas dengan solusi.
Tugas nomor 1.
Senyawa dengan ikatan kovalen non-polar terletak di seri:
1. O2, Cl2, H2
2. HCl, N2, F2
3. O3, P4, H2O
4. NH3, S8, NaF
Penjelasan: kita perlu menemukan deret seperti itu di mana hanya akan ada zat sederhana, karena ikatan kovalen non-polar hanya terbentuk antara atom-atom dari unsur yang sama. Jawaban yang benar adalah 1.
Tugas nomor 2.
Zat dengan ikatan polar kovalen tercantum dalam seri:
1. CaF2, Na2S, N2
2. P4, FeCl2, NH3
3. SiF4, HF, H2S
4. NaCl, Li2O, SO2
Penjelasan: di sini Anda perlu menemukan seri di mana hanya zat kompleks dan, terlebih lagi, semua non-logam. Jawaban yang benar adalah 3.
Tugas nomor 3.
Ikatan hidrogen merupakan ciri dari
1. Alkana 2. Arena 3. Alkohol 4. Alkuna
Penjelasan: Ikatan hidrogen terbentuk antara ion hidrogen dan ion elektronegatif. Set seperti itu, di antara yang terdaftar, hanya untuk alkohol.
Jawaban yang benar adalah 3.
Tugas nomor 4.
Ikatan kimia antara molekul air
1. Hidrogen
2. Ionik
3. Kutub kovalen
4. Kovalen non-polar
Penjelasan: ikatan polar kovalen terbentuk antara atom O dan H dalam air, karena ini adalah dua non-logam, tetapi ikatan hidrogen terbentuk antara molekul air. Jawaban yang benar adalah 1.
Tugas nomor 5.
Hanya ikatan kovalen yang memiliki masing-masing dari dua zat:
1. CaO dan C3H6
2. NaNO3 dan CO
3. N2 dan K2S
4.CH4 dan SiO2
Penjelasan: senyawa harus hanya terdiri dari non-logam, yaitu jawaban yang benar adalah 4.
Tugas nomor 6.
Zat yang memiliki ikatan kovalen polar adalah
1. O3 2. NaBr 3. NH3 4. MgCl2
Penjelasan: Ikatan kovalen polar terbentuk antara atom-atom nonlogam yang berbeda. Jawaban yang benar adalah 3.
Tugas nomor 7.
Ikatan kovalen non-polar adalah karakteristik dari masing-masing dari dua zat:
1. Air dan berlian
2. Hidrogen dan klorin
3. Tembaga dan nitrogen
4. Brom dan metana
Penjelasan: ikatan kovalen non-polar adalah karakteristik dari hubungan atom-atom dari unsur non-logam yang sama. Jawaban yang benar adalah 2.
Tugas nomor 8.
Ikatan kimia apa yang terbentuk antara atom-atom unsur dengan nomor urut 9 dan 19?
1. Ionik
2. Logam
3. Kutub kovalen
4. Kovalen non-polar
Penjelasan: ini adalah elemen - fluor dan kalium, yaitu non-logam dan logam, masing-masing, hanya ikatan ion yang dapat terbentuk di antara elemen-elemen tersebut. Jawaban yang benar adalah 1.
Tugas nomor 9.
Suatu zat dengan jenis ikatan ionik sesuai dengan rumus
1. NH3 2. HBr 3. CCl4 4. KCl
Penjelasan: ikatan ion terbentuk antara atom logam dan atom nonlogam, yaitu: jawaban yang benar adalah 4.
Tugas nomor 10.
Jenis ikatan kimia yang sama memiliki hidrogen klorida dan
1. Amonia
2. Brom
3. Natrium klorida
4. Magnesium oksida
Penjelasan: Hidrogen klorida memiliki ikatan polar kovalen, yaitu, kita perlu menemukan zat yang terdiri dari dua non-logam yang berbeda - ini adalah amonia.
Jawaban yang benar adalah 1.
Tugas untuk keputusan independen.
1. Ikatan hidrogen terbentuk antar molekul
1. Asam fluorida
2. Klorometana
3. Dimetil eter
4. Etilen
2. Senyawa dengan ikatan kovalen sesuai dengan rumus
1. Na2O 2. MgCl2 3. CaBr2 4. HF
3. Suatu zat dengan ikatan kovalen non-polar memiliki rumus
1. H2O 2. Br2 3. CH4 4. N2O5
4. Zat yang memiliki ikatan ion adalah
1. CaF2 2. Cl2 3. NH3 4. SO2
5. Ikatan hidrogen terbentuk antar molekul
1. Metanol
3. Asetilena
4. Metil format
6. Ikatan kovalen non-polar adalah karakteristik dari masing-masing dua zat:
1. Nitrogen dan ozon
2. Air dan amonia
3. Tembaga dan nitrogen
4. Brom dan metana
7. Ikatan kovalen polar adalah karakteristik suatu zat
1. KI 2. CaO 3. Na2S 4. CH4
8. Ikatan kovalen non-polar adalah karakteristik dari
1. I2 2. NO 3. CO 4. SiO2
9. Suatu zat dengan ikatan kovalen polar adalah
1. Cl2 2. NaBr 3. H2S 4. MgCl2
10. Ikatan kovalen non-polar adalah karakteristik dari masing-masing dua zat:
1. Hidrogen dan klorin
2. Air dan berlian
3. Tembaga dan nitrogen
4. Brom dan metana
Catatan ini menggunakan tugas dari koleksi USE 2016, diedit oleh A.A. Kaverina.
A4 Ikatan kimia.
Ikatan kimia: kovalen (polar dan non-polar), ionik, logam, hidrogen. Metode untuk pembentukan ikatan kovalen. Karakteristik ikatan kovalen: panjang ikatan dan energi. Pembentukan ikatan ion.
Opsi 1 - 1,5,9,13,17,21,25,29,33,37,41,45,49,53,57,61,65
Opsi 2 - 2,6,10,14,18,22,26,30,34,38,42,46,50,54,58,62,66
Opsi 3 - 3,7,11,15,19,23,27,31,35,39,43,47,51,55,59,63,67
Opsi 4 - 4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,44,48,52,56,60,64,68
1. Dalam amonia dan barium klorida, masing-masing ikatan kimia
1) kutub ionik dan kovalen
2) kovalen polar dan ionik
3) kovalen non-polar dan logam
4) kovalen non-polar dan ionik
2. Zat dengan ikatan ion saja terdaftar dalam deret:
1) F 2, CCl 4, KCl 2) NaBr, Na 2 O, KI 3) SO 2 .P 4 .CaF 2 4) H 2 S, Br 2 , K 2 S
3. Senyawa dengan ikatan ion terbentuk melalui interaksi
1) CH 4 dan O 2 2) SO 3 dan H 2 O 3) C 2 H 6 dan HNO 3 4) NH 3 dan HCI
4. Dalam deret apa semua zat memiliki ikatan kovalen polar?
1) HCl, NaCl, Cl 2 2) O 2, H 2 O, CO 2 3) H 2 O, NH 3, CH 4 4) NaBr, HBr, CO
5. Di baris manakah rumus zat hanya ditulis dengan ikatan kovalen polar?
1) Cl 2, NO 2, HCl 2) HBr, NO, Br 2 3) H 2 S, H 2 O, Se 4) HI, H 2 O, PH 3
6. Ikatan kovalen non-polar adalah karakteristik dari
1) Cl 2 2) SO3 3) CO 4) SiO 2
7. Zat yang memiliki ikatan kovalen polar adalah
1) C1 2 2) NaBr 3) H 2 S 4) MgCl 2
8. Zat yang memiliki ikatan kovalen adalah
1) CaCl 2 2) MgS 3) H 2 S 4) NaBr
9. Suatu zat dengan ikatan kovalen non-polar memiliki rumus
1) NH 3 2) Cu 3) H 2 S 4) I 2
10. Zat yang memiliki ikatan kovalen non-polar adalah
11. Ikatan kimia terbentuk antara atom dengan elektronegativitas yang sama
1) ionik 2) kovalen polar 3) kovalen non-polar 4) hidrogen
12. Ikatan polar kovalen adalah karakteristik dari
1) KCl 2) HBr 3) P 4 4) CaCl 2
13. Unsur kimia dalam atom yang elektronnya didistribusikan di atas lapisan sebagai berikut: 2, 8, 8, 2 membentuk ikatan kimia dengan hidrogen
1) kovalen polar 2) kovalen non-polar
3) ionik 4) logam
14. Dalam molekul zat apa panjang ikatan antara atom karbon paling panjang?
1) asetilen 2) etana 3) etena 4) benzena
15. Tiga pasangan elektron yang sama membentuk ikatan kovalen dalam sebuah molekul
1) nitrogen 2) hidrogen sulfida 3) metana 4) klorin
16. Ikatan hidrogen terbentuk antar molekul
1) dimetil eter 2) metanol 3) etilen 4) etil asetat
17. Polaritas ikatan paling menonjol dalam molekul
1) HI 2) HCl 3) HF 4) HBr
18. Zat dengan ikatan kovalen non-polar adalah
1) air dan berlian 2) hidrogen dan klorin 3) tembaga dan nitrogen 4) brom dan metana
19. Ikatan hidrogen tidak khas untuk substansi
1) H 2 O 2) CH 4 3) NH 3 4) CH3OH
20. Ikatan polar kovalen adalah karakteristik masing-masing dari dua zat, yang rumusnya
1) KI dan H 2 O 2) CO 2 dan K 2 O 3) H 2 S dan Na 2 S 4) CS 2 dan PC1 5
21. Ikatan kimia paling kuat dalam sebuah molekul
22. Dalam molekul zat manakah panjang ikatan kimia yang paling panjang?
1) fluor 2) klor 3) brom 4) yodium
23. Setiap zat yang ditunjukkan dalam deret tersebut memiliki ikatan kovalen:
1) C 4 H 10, NO 2, NaCl 2) CO, CuO, CH 3 Cl 3) BaS, C 6 H 6, H 2 4) C 6 H 5 NO 2, F 2, CCl 4
24. Setiap zat yang ditunjukkan dalam deret tersebut memiliki ikatan kovalen:
1) CaO, C 3 H 6, S 8 2) Fe, NaNO 3, CO 3) N 2, CuCO 3, K 2 S 4) C 6 H 5 N0 2, SO 2, CHC1 3
25. Setiap zat yang ditunjukkan dalam deret tersebut memiliki ikatan kovalen:
1) C 3 H 4, NO, Na 2 O 2) CO, CH 3 C1, PBr 3 3) P 2 Oz, NaHSO 4, Cu 4) C 6 H 5 NO 2, NaF, CCl 4
26. Masing-masing zat yang ditunjukkan dalam deret tersebut memiliki ikatan kovalen:
1) C 3 H a, NO 2, NaF 2) KCl, CH 3 Cl, C 6 H 12 0 6 3) P 2 O 5, NaHSO 4, Ba 4) C 2 H 5 NH 2, P 4, CH 3 Oh
27. Polaritas ikatan paling menonjol dalam molekul
1) hidrogen sulfida 2) klorin 3) fosfin 4) hidrogen klorida
28. Dalam molekul zat apa ikatan kimia paling kuat?
1) CF 4 2) CCl 4 3) CBr 4 4) CI 4
29. Diantara zat NH 4 Cl, CsCl, NaNO 3, PH 3, HNO 3 - jumlah senyawa yang memiliki ikatan ion adalah
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
30. Diantara zat (NH 4) 2 SO 4, Na 2 SO 4, CaI 2, I 2, CO 2 - jumlah senyawa yang memiliki ikatan kovalen adalah
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
31. Dalam zat yang dibentuk dengan menggabungkan atom identik, ikatan kimia
1) ionik 2) kovalen polar 3) hidrogen 4) kovalen non-polar
32. Atom unsur kimia periode kedua sistem periodik D.I. Mendeleev membentuk senyawa dengan ikatan kimia ion komposisi 1) LiF 2) CO 2 3) Al 2 O 3 4) BaS
33. Senyawa dengan ikatan kovalen polar dan kovalen non-polar berturut-turut adalah 1) air dan hidrogen sulfida 2) kalium bromida dan nitrogen 3) amonia dan hidrogen 4) oksigen dan metana
34. Ikatan kovalen non-polar adalah karakteristik 1) air 2) amonia 3) nitrogen 4) metana
35. Ikatan kimia dalam molekul hidrogen fluorida
1) kovalen polar 3) ionik
2) kovalen non-polar 4) hidrogen
36. Pilih pasangan zat, semua ikatan yang kovalen:
1) NaCl, Hcl 2) CO 2, BaO 3) CH 3 Cl, CH 3 Na 4) SO 2, NO 2
37. Dalam kalium iodida, ikatan kimia
1) kovalen non-polar 3) logam
2) kovalen polar 4) ionik
38. Dalam ikatan kimia karbon disulfida CS 2
1) ionik 2) logam
3) kovalen polar 4) kovalen non-polar
39. Ikatan kovalen non-polar diwujudkan dalam senyawa
1) CrO 3 2) P 2 O 5 3) SO 2 4) F 2
40. Suatu zat dengan ikatan kovalen polar memiliki rumus 1) KCl 2) HBr 3) P 4 4) CaCl 2
41. Hubungan dengan sifat ionik dari ikatan kimia
1) fosfor klorida 2) kalium bromida 3) oksida nitrat (II) 4) barium
42. Dalam amonia dan barium klorida, masing-masing ikatan kimia
1) kutub ionik dan kovalen 2) kutub kovalen dan ionik
3) kovalen non-polar dan logam 4) kovalen non-polar dan ionik
43. Ikatan ion terbentuk oleh 1) H dan S 2) P dan C1 3) Cs dan Br 4) Si dan F
44. Jenis ikatan apakah yang terdapat dalam molekul H2?
1) Ionik 2) Hidrogen 3) Kovalen non-polar 4) Donor-akseptor
45. Suatu zat dengan ikatan kovalen polar adalah
1) sulfur oksida (IV) 2) oksigen 3) kalsium hidrida 4) berlian
46. Dalam molekul fluor, ikatan kimia
1) kovalen polar 2) ionik 3) kovalen non-polar 4) hidrogen
47. Dalam deret manakah zat-zat yang terdaftar hanya dengan ikatan polar kovalen:
1) CH 4 H 2 Cl 2 2) NH 3 HBr CO 2 3) PCl 3 KCl CCl 4 4) H 2 S SO 2 LiF
48. Dalam deret apa semua zat memiliki ikatan kovalen polar?
1) Hcl, NaCl, Cl 2 2) O 2 H 2 O, CO 2 3) H 2 O, NH 3, CH 4 4) KBr, HBr, CO
49. Dalam deret manakah zat-zat yang terdaftar hanya dengan jenis ikatan ionik:
1) F 2 O LiF SF 4 2) PCl 3 NaCl CO 2 3) KF Li 2 O BaCl 2 4) CaF 2 CH 4 CCl 4
50. Senyawa dengan ikatan ion terbentuk saat berinteraksi
1) CH 4 dan O 2 2) NH 3 dan HCl 3) C 2 H 6 dan HNO 3 4) SO 3 dan H 2 O
51. Ikatan hidrogen terbentuk antara molekul 1) etana 2) benzena 3) hidrogen 4) etanol
52. Zat apa yang memiliki ikatan hidrogen? 1) Hidrogen sulfida 2) Es 3) Hidrogen bromida 4) Benzena
53. Hubungan yang terbentuk antara unsur dengan nomor urut 15 dan 53
1) ionik 2) logam
3) kovalen non-polar 4) kovalen polar
54. Hubungan yang terbentuk antara unsur dengan nomor urut 16 dan 20
1) ionik 2) logam
3) kovalen polar 4) hidrogen
55. Ikatan muncul antara atom-atom unsur dengan nomor seri 11 dan 17
1) logam 2) ionik 3) kovalen 4) donor-akseptor
56. Ikatan hidrogen terbentuk antar molekul
1) hidrogen 2) formaldehida 3) asam asetat 4) hidrogen sulfida
57. Di baris manakah rumus zat hanya ditulis dengan ikatan kovalen polar?
1) Cl 2, NH 3, HCl 2) HBr, NO, Br 2 3) H 2 S, H 2 O, S 8 4) NI, H 2 O, PH 3
58. Dalam zat apa ada ikatan kimia ionik dan kovalen?
1) Natrium klorida 2) Hidrogen klorida 3) Natrium sulfat 4) Asam fosfat
59. Ikatan kimia dalam molekul memiliki karakter ionik yang lebih menonjol.
1) lithium bromida 2) tembaga klorida 3) kalsium karbida 4) kalium fluorida
60. Dalam zat apa semua ikatan kimia - kovalen non-polar?
1) Berlian 2) Karbon monoksida (IV) 3) Emas 4) Metana
61. Tetapkan korespondensi antara zat dan jenis ikatan atom dalam zat ini.
NAMA ZAT JENIS KOMUNIKASI
1) seng A) ionik
2) nitrogen B) logam
3) amonia B) kovalen polar
4) kalsium klorida D) kovalen non-polar
62. Pertandingan
JENIS KONEKSI KOMUNIKASI
1) ionik A) H2
2) logam B) Va
3) kovalen polar B) HF
4) kovalen non-polar D) BaF 2
63. Dalam senyawa apa ikatan kovalen antar atom terbentuk melalui mekanisme donor-akseptor? 1) KCl 2) CCl 4 3) NH 4 Cl 4) CaCl 2
64. Tunjukkan molekul yang energi ikatnya paling tinggi: 1) N≡N 2) H-H 3) O=O 4) H-F
65. Tunjukkan molekul yang ikatan kimianya paling kuat: 1) HF 2) HCl 3) HBr 4) HI
Topik kodifier USE: Ikatan kimia kovalen, varietasnya dan mekanisme pembentukannya. Karakteristik ikatan kovalen (polaritas dan energi ikatan). Ikatan ionik. Sambungan logam. ikatan hidrogen
Ikatan kimia intramolekul
Mari kita perhatikan terlebih dahulu ikatan yang muncul antara partikel dalam molekul. Koneksi seperti itu disebut intramolekul.
ikatan kimia antar atom unsur kimia memiliki sifat elektrostatik dan terbentuk karena interaksi elektron eksternal (valensi), dalam derajat lebih atau kurang dipegang oleh inti bermuatan positif atom yang terikat.
Konsep kuncinya di sini adalah ELEKTRONEGNATIVITAS. Dialah yang menentukan jenis ikatan kimia antara atom dan sifat-sifat ikatan ini.
adalah kemampuan atom untuk menarik (memegang) luar(valensi) elektron. Keelektronegatifan ditentukan oleh tingkat tarikan elektron eksternal ke nukleus dan terutama bergantung pada jari-jari atom dan muatan nukleus.
Keelektronegatifan sulit ditentukan dengan jelas. L. Pauling menyusun tabel elektronegativitas relatif (berdasarkan energi ikatan molekul diatomik). Unsur yang paling elektronegatif adalah fluor dengan makna 4 .
Penting untuk dicatat bahwa dalam sumber yang berbeda Anda dapat menemukan skala dan tabel nilai keelektronegatifan yang berbeda. Ini tidak perlu ditakuti, karena pembentukan ikatan kimia berperan atom, dan itu kira-kira sama dalam sistem apa pun.
Jika salah satu atom dalam ikatan kimia A:B menarik elektron lebih kuat, maka pasangan elektron bergeser ke arahnya. Lebih perbedaan keelektronegatifan atom, semakin banyak pasangan elektron yang dipindahkan.
Jika nilai keelektronegatifan atom yang berinteraksi sama atau kira-kira sama: EO(A)≈EO(V), maka pasangan elektron bersama tidak dipindahkan ke atom mana pun: A: B. Koneksi seperti itu disebut kovalen non polar.
Jika keelektronegatifan atom yang berinteraksi berbeda, tetapi tidak banyak (perbedaan keelektronegatifan kira-kira dari 0,4 hingga 2: 0,4<ΔЭО<2 ), maka pasangan elektron digeser ke salah satu atom. Koneksi seperti itu disebut kutub kovalen .
Jika keelektronegatifan atom yang berinteraksi berbeda secara signifikan (perbedaan keelektronegatifan lebih besar dari 2: EO>2), maka salah satu elektron hampir sepenuhnya berpindah ke atom lain, dengan formasi ion. Koneksi seperti itu disebut ionik.
Jenis utama ikatan kimia adalah kovalen, ionik dan metalik koneksi. Mari kita pertimbangkan mereka secara lebih rinci.
ikatan kimia kovalen
Ikatan kovalen – itu ikatan kimia dibentuk oleh pembentukan pasangan elektron bersama A:B . Dalam hal ini, dua atom tumpang tindih orbital atom. Ikatan kovalen dibentuk oleh interaksi atom-atom dengan perbedaan elektronegativitas yang kecil (sebagai aturan, antara dua non-logam) atau atom dari satu unsur.
Sifat dasar ikatan kovalen
- orientasi,
- saturasi,
- polaritas,
- polarisasi.
Sifat ikatan ini mempengaruhi sifat kimia dan fisika zat.
Arah komunikasi mencirikan struktur kimia dan bentuk zat. Sudut antara dua ikatan disebut sudut ikatan. Misalnya, pada molekul air, sudut ikatan H-O-H adalah 104,45 o, sehingga molekul air bersifat polar, dan pada molekul metana, sudut ikatan H-C-H adalah 108 o 28 .
Saturasi adalah kemampuan atom untuk membentuk ikatan kimia kovalen dalam jumlah terbatas. Banyaknya ikatan yang dapat dibentuk oleh suatu atom disebut.
Polaritas ikatan muncul karena distribusi kerapatan elektron yang tidak merata antara dua atom dengan keelektronegatifan yang berbeda. Ikatan kovalen dibagi menjadi polar dan non-polar.
Polarisabilitas koneksi adalah kemampuan elektron ikatan untuk dipindahkan oleh medan listrik eksternal(khususnya, medan listrik partikel lain). Polarisabilitas tergantung pada mobilitas elektron. Semakin jauh elektron dari nukleus, semakin mobile elektron tersebut, dan oleh karena itu, molekulnya lebih dapat terpolarisasi.
Ikatan kimia kovalen non-polar
Ada 2 jenis ikatan kovalen yaitu POLAR dan NON-POLAR .
Contoh . Pertimbangkan struktur molekul hidrogen H 2 . Setiap atom hidrogen membawa 1 elektron tidak berpasangan di tingkat energi terluarnya. Untuk menampilkan atom, kami menggunakan struktur Lewis - ini adalah diagram struktur tingkat energi eksternal atom, ketika elektron dilambangkan dengan titik. Model struktur titik Lewis adalah bantuan yang baik ketika bekerja dengan elemen periode kedua.
H. + . H=H:H
Dengan demikian, molekul hidrogen memiliki satu pasangan elektron yang sama dan satu ikatan kimia H–H. Pasangan elektron ini tidak berpindah ke atom hidrogen mana pun, karena keelektronegatifan atom hidrogen adalah sama. Koneksi seperti itu disebut kovalen non-polar .
Ikatan kovalen non-polar (simetris) - ini adalah ikatan kovalen yang dibentuk oleh atom dengan elektronegativitas yang sama (sebagai aturan, non-logam yang sama) dan, oleh karena itu, dengan distribusi kerapatan elektron yang seragam antara inti atom.
Momen dipol ikatan nonpolar adalah 0.
Contoh: H2 (H-H), O2 (O=O), S8 .
Ikatan kimia kovalen polar
ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang terjadi antara atom dengan keelektronegatifan berbeda (biasanya, non-logam yang berbeda) dan dicirikan pemindahan pasangan elektron yang sama ke atom yang lebih elektronegatif (polarisasi).
Kerapatan elektron digeser ke atom yang lebih elektronegatif - oleh karena itu, muatan negatif parsial (δ-) muncul di atasnya, dan muatan positif parsial muncul pada atom yang kurang elektronegatif (δ+, delta +).
Semakin besar perbedaan keelektronegatifan atom, semakin tinggi polaritas koneksi dan lebih banyak lagi momen dipol . Antara molekul tetangga dan muatan yang berlawanan tanda, gaya tarik tambahan bekerja, yang meningkatkan kekuatan koneksi.
Polaritas ikatan mempengaruhi sifat fisik dan kimia senyawa. Mekanisme reaksi dan bahkan reaktivitas ikatan tetangga bergantung pada polaritas ikatan. Polaritas suatu ikatan sering menentukan polaritas molekul dan dengan demikian secara langsung mempengaruhi sifat fisik seperti titik didih dan titik leleh, kelarutan dalam pelarut polar.
Contoh: HCl, CO2 , NH3 .
Mekanisme pembentukan ikatan kovalen
Ikatan kimia kovalen dapat terjadi melalui 2 mekanisme:
1. mekanisme pertukaran pembentukan ikatan kimia kovalen adalah ketika setiap partikel menyediakan satu elektron tidak berpasangan untuk pembentukan pasangan elektron yang sama:
TETAPI . + . B= A:B
2. Pembentukan ikatan kovalen adalah mekanisme di mana salah satu partikel memberikan pasangan elektron yang tidak digunakan bersama, dan partikel lainnya menyediakan orbital kosong untuk pasangan elektron ini:
TETAPI: + B= A:B
Dalam hal ini, salah satu atom memberikan pasangan elektron yang tidak digunakan bersama ( penyumbang), dan atom lain menyediakan orbital kosong untuk pasangan ini ( akseptor). Sebagai hasil dari pembentukan ikatan, energi kedua elektron berkurang, yaitu ini bermanfaat bagi atom.
Ikatan kovalen yang dibentuk oleh mekanisme donor-akseptor, tidak berbeda oleh sifat-sifat dari ikatan kovalen lain yang dibentuk oleh mekanisme pertukaran. Pembentukan ikatan kovalen oleh mekanisme donor-akseptor khas untuk atom baik dengan sejumlah besar elektron di tingkat energi eksternal (donor elektron), atau sebaliknya, dengan jumlah elektron yang sangat kecil (akseptor elektron). Kemungkinan valensi atom dipertimbangkan secara lebih rinci dalam yang sesuai.
Ikatan kovalen dibentuk oleh mekanisme donor-akseptor:
- dalam molekul karbon monoksida CO(ikatan dalam molekul adalah rangkap tiga, 2 ikatan dibentuk oleh mekanisme pertukaran, satu oleh mekanisme donor-akseptor): C≡O;
- di ion amonium NH 4 +, dalam ion amina organik, misalnya, dalam ion metilamonium CH 3 -NH 2 + ;
- di senyawa kompleks, ikatan kimia antara atom pusat dan gugus ligan, misalnya, dalam natrium tetrahidroksoaluminat Na ikatan antara ion aluminium dan hidroksida;
- di asam nitrat dan garamnya- nitrat: HNO 3, NaNO 3, dalam beberapa senyawa nitrogen lainnya;
- dalam molekul ozon O 3 .
Ciri-ciri utama ikatan kovalen
Ikatan kovalen, sebagai suatu peraturan, terbentuk antara atom-atom non-logam. Ciri-ciri utama ikatan kovalen adalah panjang, energi, multiplisitas dan directivity.
Multiplisitas ikatan kimia
Multiplisitas ikatan kimia - ini jumlah pasangan elektron bersama antara dua atom dalam suatu senyawa. Multiplisitas ikatan dapat dengan mudah ditentukan dari nilai atom yang membentuk molekul.
Sebagai contoh , dalam molekul hidrogen H 2 multiplisitas ikatan adalah 1, karena setiap hidrogen hanya memiliki 1 elektron tidak berpasangan di tingkat energi terluar, oleh karena itu, satu pasangan elektron umum terbentuk.
Dalam molekul oksigen O2, multiplisitas ikatan adalah 2, karena setiap atom memiliki 2 elektron tidak berpasangan di tingkat energi terluarnya: O=O.
Dalam molekul nitrogen N2, multiplisitas ikatan adalah 3, karena antara setiap atom ada 3 elektron tidak berpasangan di tingkat energi terluar, dan atom membentuk 3 pasangan elektron umum N≡N.
Panjang ikatan kovalen
Panjang ikatan kimia
adalah jarak antara pusat-pusat inti atom yang membentuk ikatan. Itu ditentukan oleh metode fisik eksperimental. Panjang ikatan dapat diperkirakan kira-kira, menurut aturan aditif, yang menyatakan bahwa panjang ikatan dalam molekul AB kira-kira sama dengan setengah jumlah panjang ikatan dalam molekul A2 dan B2: 
Panjang ikatan kimia dapat diperkirakan secara kasar sepanjang jari-jari atom, membentuk ikatan, atau sesuai dengan banyaknya komunikasi jika jari-jari atom tidak jauh berbeda.
Dengan bertambahnya jari-jari atom yang membentuk ikatan, maka panjang ikatan akan bertambah.
Sebagai contoh
Dengan peningkatan multiplisitas ikatan antar atom (yang jari-jari atomnya tidak berbeda, atau sedikit berbeda), panjang ikatan akan berkurang.
Sebagai contoh . Dalam deret: C–C, C=C, C≡C, panjang ikatan berkurang.
Energi ikatan
Ukuran kekuatan ikatan kimia adalah energi ikatan. Energi ikatan ditentukan oleh energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan dan melepaskan atom-atom yang membentuk ikatan ini hingga jarak tak terhingga satu sama lain.
Ikatan kovalen adalah sangat tahan lama. Energinya berkisar dari beberapa puluh hingga beberapa ratus kJ/mol. Semakin besar energi ikatan, semakin besar kekuatan ikatan, dan sebaliknya.
Kekuatan ikatan kimia tergantung pada panjang ikatan, polaritas ikatan, dan multiplisitas ikatan. Semakin lama ikatan kimia, semakin mudah untuk memutuskan, dan semakin rendah energi ikatan, semakin rendah kekuatannya. Semakin pendek ikatan kimianya, semakin kuat ikatannya, dan semakin besar energi ikatannya.
Sebagai contoh, dalam deret senyawa HF, HCl, HBr dari kiri ke kanan kekuatan ikatan kimia berkurang, karena panjang ikatan bertambah.
Ikatan kimia ionik
Ikatan ionik adalah ikatan kimia berdasarkan tarik-menarik elektrostatik ion.
ion terbentuk dalam proses menerima atau memberikan elektron oleh atom. Misalnya, atom-atom dari semua logam dengan lemah menahan elektron dari tingkat energi terluar. Oleh karena itu, atom logam dicirikan sifat restoratif kemampuan untuk mendonorkan elektron.
Contoh. Atom natrium mengandung 1 elektron pada tingkat energi ke-3. Dengan mudah melepaskannya, atom natrium membentuk ion Na + yang jauh lebih stabil, dengan konfigurasi elektron dari gas neon mulia Ne. Ion natrium mengandung 11 proton dan hanya 10 elektron, sehingga total muatan ion adalah -10+11 = +1:
+11tidak) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 tidak +) 2 ) 8
Contoh. Atom klorin memiliki 7 elektron pada tingkat energi terluarnya. Untuk memperoleh konfigurasi atom argon inert yang stabil Ar, klorin perlu mengikat 1 elektron. Setelah pengikatan elektron, ion klorin yang stabil terbentuk, yang terdiri dari elektron. Muatan total ion adalah -1:
+17Cl) 2) 8) ) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8
Catatan:
- Sifat ion berbeda dengan sifat atom!
- Ion stabil tidak hanya dapat terbentuk atom, tetapi juga kelompok atom. Misalnya: ion amonium NH 4 +, ion sulfat SO 4 2-, dll. Ikatan kimia yang dibentuk oleh ion tersebut juga dianggap ionik;
- Ikatan ion biasanya terbentuk antara logam dan bukan logam(kelompok bukan logam);
Ion yang dihasilkan tertarik karena gaya tarik listrik: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.
Mari kita generalisasi secara visual perbedaan jenis ikatan kovalen dan ion:
ikatan kimia logam
sambungan logam adalah hubungan yang terbentuk relatif elektron bebas di antara ion logam membentuk kisi kristal.
Atom-atom logam pada tingkat energi luar biasanya memiliki: satu sampai tiga elektron. Jari-jari atom logam, biasanya, besar - oleh karena itu, atom logam, tidak seperti non-logam, cukup mudah menyumbangkan elektron terluar, mis. adalah agen pereduksi kuat
Interaksi antarmolekul
Secara terpisah, ada baiknya mempertimbangkan interaksi yang terjadi antara molekul individu dalam suatu zat - interaksi antarmolekul . Interaksi antarmolekul adalah jenis interaksi antara atom netral di mana ikatan kovalen baru tidak muncul. Gaya interaksi antar molekul ditemukan oleh van der Waals pada tahun 1869 dan dinamai menurut namanya. Pasukan Van dar Waals. Gaya Van der Waals dibagi menjadi: orientasi, induksi dan penyebaran . Energi interaksi antarmolekul jauh lebih kecil daripada energi ikatan kimia.
Gaya orientasi tarik-menarik timbul antara molekul polar (interaksi dipol-dipol). Gaya-gaya ini muncul di antara molekul-molekul polar. Interaksi induktif adalah interaksi antara molekul polar dan non-polar. Molekul non-polar terpolarisasi karena aksi molekul polar, yang menimbulkan daya tarik elektrostatik tambahan.
Jenis khusus dari interaksi antarmolekul adalah ikatan hidrogen. - ini adalah ikatan kimia antarmolekul (atau intramolekul) yang muncul antara molekul yang memiliki ikatan kovalen polar kuat - H-F, H-O atau H-N. Jika ada ikatan seperti itu dalam molekul, maka di antara molekul akan ada kekuatan tarik tambahan .
Mekanisme pendidikan Ikatan hidrogen sebagian elektrostatik dan sebagian donor-akseptor. Dalam hal ini, sebuah atom dari unsur yang sangat elektronegatif (F, O, N) bertindak sebagai donor pasangan elektron, dan atom hidrogen yang terhubung ke atom-atom ini bertindak sebagai akseptor. Ikatan hidrogen dicirikan orientasi di luar angkasa dan saturasi.
Ikatan hidrogen dapat dilambangkan dengan titik: H ··· O. Semakin besar keelektronegatifan atom yang terhubung dengan hidrogen, dan semakin kecil ukurannya, semakin kuat ikatan hidrogennya. Ini terutama karakteristik senyawa fluor dengan hidrogen , serta untuk oksigen dengan hidrogen , lebih sedikit nitrogen dengan hidrogen .
Ikatan hidrogen terjadi antara zat-zat berikut:
— hidrogen fluorida HF(gas, larutan hidrogen fluorida dalam air - asam fluorida), air H 2 O (uap, es, air cair):
— larutan amonia dan amina organik- antara amonia dan molekul air;
— senyawa organik dengan ikatan O-H atau N-H: alkohol, asam karboksilat, amina, asam amino, fenol, anilin dan turunannya, protein, larutan karbohidrat - monosakarida dan disakarida.
Ikatan hidrogen mempengaruhi sifat fisik dan kimia zat. Dengan demikian, daya tarik tambahan antar molekul membuat zat sulit mendidih. Zat dengan ikatan hidrogen menunjukkan peningkatan abnormal pada titik didih.
Sebagai contoh Sebagai aturan, dengan peningkatan berat molekul, peningkatan titik didih zat diamati. Namun, dalam sejumlah zat H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te kita tidak mengamati perubahan linear pada titik didih.
Yaitu, di titik didih air sangat tinggi - tidak kurang dari -61 o C, seperti yang ditunjukkan oleh garis lurus, tetapi lebih dari itu, +100 o C. Anomali ini dijelaskan oleh adanya ikatan hidrogen antara molekul air. Oleh karena itu, pada kondisi normal (0-20 o C), air cairan oleh keadaan fase.