Металлическая связь

При взаимодействии только атомов металлических элементов (в веществах, называемых металлами) «лишние» электроны внешнего уровня способны перемещаться по металлу, но находятся в поле действия положительных ионов. Металлическая связь осуществляется за счёт делокализованных (не принадлежащих отдельному атому) электронов. Металл можно рассматривать состоящим из катионов металлического элемента, связанных друг с другом электронным газом. Это взаимодействие подвижных ионов определяет, что соединения с металлической связью при обычных условиях являются кристаллами, которые имеют специфические свойства (пластичность, электропроводность, теплопроводность).

2.3. Агрегатные состояния вещества

Вещества в зависимости от температуры и давления могут существовать в газообразном, жидком и твёрдом агрегатных состояниях.

В газообразном агрегатном состоянии (газы) вещества находятся в виде индивидуальных молекул, которые непрерывно двигаются и практически не взаимодействуют друг с другом.

В жидком агрегатном состоянии (жидкости) вещества находятся в виде молекул или атомов, связанных между собой в агрегаты силами, возникающими без передачи атомами электронов, которые называют межмолекулярными силами Ван–дер–Ваальса. Это силы электростатического взаимодействия полярных молекул (ориентационного); полярных и неполярных молекул (индукционного).

Причём чем полярнее молекулы, тем прочнее межмолекулярная связь и, как следствие, ниже летучесть жидкости (выше температура кипения).

Соединения водорода с сильно электроотрицательными элементами, такими, как F, N, O, имеют аномально высокие температуры кипения. Например: температура кипения воды равна +100⁰С, а температура кипения сероводорода – -60,7⁰С. Такое специфическое взаимодействие между молекулами, содержащими водород, называется водородной связью.

Твердые вещества находятся в кристаллическом или аморфном состояниях. В твёрдых телах структурные частицы связаны как внутримолекулярными, так и межмолекулярными связями.

Кристаллическое состояние характеризуется регулярным расположением частиц в трехмерном пространстве. Классифицируют твердые вещества по типу химической связи: ионные, металлические, атомные (ковалентные), молекулярные кристаллы и кристаллы со смешанными связями.

Вещества в аморфном состоянии не имеют упорядоченной структуры.

Задание

81. Обосновать, почему элементы хлор и калий являются активными, а элемент аргон, находящийся между ними, относится к малоактивным?

82.Используя метод валентных связей, объяснить, почему молекула воды (Н₂О) является полярной, а молекула метана (СН₄) неполярной?

83.Элемент кислород имеет постоянную валентность равную 2. Элемент этой же группы – сера имеет валентность 2, 4, 6. Обосновать различие.

84.Сравнить прочность молекул азота и кислорода. Объяснить, используя метод валентных связей.

85.Почему свойства кристалла хлорида натрия (NaCl) отличаются от свойств кристалла натрия (Na). Какой вид связи осуществляется в этих кристаллах?

86.Используя метод валентных связей, определить полярность молекул хлорида алюминия и сероводорода.

87.К какому типу гидроксидов относится гидроксид рубидия. Объяснить, используя метод валентных связей и понятие «прочность связи».

88.Температура кипения жидкого фтороводорода равна 19,5⁰С, а жидкого хлороводорода (- 84,0⁰С). Объяснить, почему такая большая разница в температурах кипения?

89.Используя метод валентных связей, объяснить, почему четырёххлористый углерод (ССl₄) является неполярным, а хлороформ (СНСl₃) – полярным веществом?

90.Как изменяется прочность связей в молекулах СН₄ – SnH₄? Объяснить, используя метод валентных соединений, и понятие «длина связи».

91.Какие возможные соединения образуют между собой элементы: свинец и бром? Определить полярность этих соединений.

92.Используя метод валентных связей, определить полярность молекул азота и бромид азота (III).

93. Определить, в каком соединении более прочная связь бромид олова или бромид углерода? Определить полярность этих соединений.

94.Какие возможные соединения образуют между собой элементы: олово и йод? Определить полярность этих соединений.

95.Используя метод валентных связей, определить полярность молекул йодид галлия и йодид висмута.

96.Используя теорию химической связи, объяснить, почему ксенон относится к благородным (малоактивным) элементам, а йод и цезий к активным элементам?

97.Указать вид гибридизации (sp, sp², sp³) в соединениях BeCl₂, SiCl₄. Изобразить геометрические формы молекул. Определить полярность соединений.

98.Изобразить пространственное расположение связей в молекулах гидрид бора и гидрид фосфора (III). Определить полярность молекул.

99. Объяснить, почему свойства кристалла хлорида алюминия (AlCl₃) отличаются от свойств кристалла алюминия (Al). Какой вид связи осуществляется в этих кристаллах?

100.Используя теорию химической связи объяснить, почему температура кипения хлороводорода (HCl) выше температуры кипения йодоводорода (HJ)?