Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

9.6: Одиночні ковалентні облігації

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19117

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Демокріт вважав, що атоми утримуються гачками
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Надано Міністерством внутрішніх справ США; Джерело: Вікісховище Wikimedia, Fishhook (відкривається у новому вікні) [commons.wikimedia.org]; Ліцензія: Громадське надбання)

    Що тримає молекули разом?

    У тій чи іншій формі ідея атомів, що з'єднуються з утворенням більших речовин, була з нами вже давно. Грецький філософ Демокріт (460-370 рр. До н.е.) вважав, що атоми мають гачки, які дозволяли їм з'єднуватися один з одним. Сьогодні ми вважаємо, що атоми утримуються зв'язками, утвореними, коли два атоми поділяють набір електронів - набагато складніша картина, ніж прості гачки, в які вірив Демокріт.

    Поодинокі ковалентні облігації

    Ковалентний зв'язок утворюється, коли дві орбіталі з одним електроном перекривають один одного. Для молекули водню це можна показати як:

    Електронна конфігурація молекули водню
    Малюнок\(\PageIndex{2}\) (Кредит: Джой Шен; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    При утворенні\(\ce{H_2}\) молекули спільні електрони повинні мати протилежний спін, тому вони показані з протилежним спіном в атомній\(1s\) орбіталі.

    Галогени також утворюють поодинокі ковалентні зв'язки у своїх двоатомних молекулах. Атом будь-якого галогену, наприклад фтору, має сім валентних електронів. Його непарний електрон розташований в\(2p\) орбіталі.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\) (Кредит: Джой Шен; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Одиночні електрони в третій\(2p\) орбіталі об'єднуються, утворюючи ковалентний зв'язок:

    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Зліва - атом фтору з сімома валентними електронами. Праворуч знаходиться\(\ce{F_2}\) молекула. (Кредит: Jodi So; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Двоатомна молекула фтору\(\left( \ce{F_2} \right)\) містить одну спільну пару електронів. Кожен\(\ce{F}\) атом також має три пари електронів, які не поділяються з іншим атомом. Одинока пара - це пара електронів в електронно-точковій структурі Льюїса, яка не поділена між атомами. Атом кисню в молекулі води, показаної нижче, має дві одиничні пари наборів електронів. Кожен\(\ce{F}\) атом має три самотні пари. У поєднанні з двома електронами в ковалентному зв'язку кожен\(\ce{F}\) атом слідує правилу октету.

    Приклад\(\PageIndex{1}\)

    Намалюйте електронну точкову структуру Льюїса для води.

    Рішення
    Крок 1: Перерахуйте відомі величини та плануйте проблему.
    Відомий
    • Молекулярна формула води\(= \ce{H_2O}\)
    • \(1 \: \ce{O}\)атомні\(= 6\) валентні електрони
    • \(2 \: \ce{H}\)атоми\(=2 \times 1 = 2\) валентних електронів
    • Загальна кількість валентних електронів\(=8\)

    Використовуйте таблицю Менделєєва для визначення кількості валентних електронів для кожного атома і загальної кількості валентних електронів. Розташуйте атоми і розподіліть електрони так, щоб кожен атом слідував правилу октета. Атом кисню матиме 8 електронів, тоді як атоми водню - по 2.

    Крок 2: Вирішіть.

    Електронні точкові діаграми для кожного атома:

    Електронні точкові діаграми Льюїса для водню та кисню
    Малюнок\(\PageIndex{5}\) (Кредит: Джой Шен; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Кожен атом водню зі своїм єдиним електроном утворює ковалентний зв'язок з атомом кисню, де він має один електрон. Отримана електронна точкова структура Льюїса є:

    Електронна точкова структура води Льюїса
    Малюнок\(\PageIndex{6}\) (Кредит: Джой Шен; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC 3.0 (відкривається в новому вікні))
    Крок 3: Подумайте про свій результат.

    Атом кисню слідує правилу октету з двома парами зв'язкових електронів і двома одинокими парами. Кожен атом водню слідує правилу октету з однією сполучною парою електронів.

    Резюме

    • Ковалентні зв'язки утворюються, коли електрони в двох атомах утворюють перекриваються орбіталі.
    • Самотні парні електрони в атомі не поділяються з будь-яким іншим атомом.

    Рецензія

    1. Як утворюється ковалентний зв'язок?
    2. Яку взаємозв'язок мають спини спільних електронів один з одним?
    3. Чи утворюють одиночні парні електрони ковалентні зв'язки?