3.1: молекулярні сполуки

Last updated
Save as PDF

Page ID: 22913

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

Результати навчання

Опишіть типи елементів, що утворюють ковалентні зв'язки.
Поясніть, як утворюється ковалентний зв'язок.
Розрізняють іонні і молекулярні сполуки.
Знати значення префіксів, що використовуються при іменуванні молекулярних сполук.
Розрізняють молекули і сполуки.

Вода і алмази - два дуже різних матеріалу. Воду можна зустріти практично скрізь. Він знаходиться в озерах, струмках, річках, океанах. Ми отримуємо воду з неба, коли йде дощ. Діаманти, з іншого боку, дуже рідкісні. Вони знаходяться лише в декількох місцях на землі і повинні бути видобуті, щоб стати доступними. Основні алмазні шахти розташовані в різних африканських країнах, Австралії та Росії. Сполучені Штати мають кілька підземних джерел алмазів на Алясці, Колорадо, Міннесоті, Монтані та Вайомінгу, але єдиною «активною» шахтою США є шахта Crater of Diamonds в державному парку поблизу Мерфрісборо, штат Арканзас. За невелику плату відвідувачі можуть копати алмази. Ви не розбагатієте, відвідавши, хоча - тільки кілька сотень карат низькосортних алмазів зустрічаються щороку.

Ці два матеріали мають принаймні одну спільну річ. Атоми в матеріалах утримуються разом ковалентними зв'язками. Ці зв'язки складаються з електронів, поділених між двома або більше атомами. На відміну від іонних зв'язків, де електрони або втрачаються, або отримуються атомом для утворення заряджених іонів, електрони в ковалентних сполуках поділяються між двома атомами, породжуючи властивості, які досить відрізняються від властивостей, що спостерігаються в іонних матеріалах.

молекулярні сполуки

Молекулярні сполуки - це хімічні сполуки, які приймають форму дискретних молекул. Приклади включають такі знайомі речовини, як вода\(\left( \ce{H_2O} \right)\) і вуглекислий газ\(\left( \ce{CO_2} \right)\) (рис.\(\PageIndex{1}\)). Ці сполуки сильно відрізняються від іонних сполук, таких як хлорид натрію\(\left( \ce{NaCl} \right)\). Іонні сполуки утворюються, коли атоми металів втрачають один або кілька своїх електронів до неметалевих атомів. Утворені катіони і аніони електростатично притягуються один до одного.

Так що ж утримує атоми молекули разом? Замість того, щоб утворювати іони, атоми молекули поділяють свої валентні електрони таким чином, що між парами атомів утворюється зв'язок. У молекулі вуглекислого газу є дві з цих зв'язків, кожна з яких відбувається між атомом вуглецю і одним з двох атомів кисню.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Молекули вуглекислого газу складаються з центрального атома вуглецю, пов'язаного з двома атомами кисню.

Двійкові імена молекулярних сполук

Нагадаємо, що молекулярна формула показує кількість атомів кожного елемента, яке містить молекула. Молекула води містить два атоми водню і один атом кисню, тому її формула є\(\ce{H_2O}\). Молекула октану, яка є компонентом бензину, містить вісім атомів вуглецю і вісімнадцять атомів водню. Молекулярна формула октану є\(\ce{C_8H_{18}}\).

Бінарне молекулярне з'єднання - це молекулярна сполука, яка складається з двох елементів. Взагалі, елементи, які об'єднуються, утворюючи бінарні молекулярні сполуки, є обома неметалами. Це контрастує з іонними сполуками, які включають зв'язки між катіонами металів і неметалевими аніонами. Одна відмінність між іонними та молекулярними сполуками полягає в тому, що два атоми неметалів часто поєднуватимуться один з одним у різних співвідношеннях. Розглянемо елементи азот і кисень. Вони об'єднуються, утворюючи кілька бінарних з'єднань, в тому числі\(\ce{NO}\)\(\ce{NO_2}\), (див. Малюнок нижче), і\(\ce{N_2O}\). Очевидно, що всі вони не можуть називатися оксидом азоту! Як би хтось знав, про який ви говорите? Кожне з трьох сполук має дуже різні властивості і реакційну здатність. Необхідна система, щоб розрізняти такі сполуки.

Малюнок\(\PageIndex{2}\):\(\ce{NO_2}\) (зліва) - червонувато-коричневий токсичний газ, який є видатним забруднювачем повітря, що виробляється двигунами внутрішнього згоряння. Він перетворюється в\(\ce{N_2O}\) (праворуч) при низьких температурах.

Приставки використовуються в назвах бінарних молекулярних сполук для ідентифікації кількості атомів кожного елемента. Хоча ми не будемо розглядати правила номенклатури для молекулярних сполук, ви повинні бути знайомі з префіксами, які використовуються в їх назвах. Нижче перераховані (див. Таблицю нижче) - префікси до десяти.

Таблиця\(\PageIndex{1}\): Числові префікси
Кількість атомів	Префікс
1	моно-
2	ді-
3	три-
4	тетра-
5	пента-
6	гекса-
7	гепта-
8	окта-
9	нона-
10	дека-

Деякі приклади молекулярних сполук наведені нижче (див. Таблицю нижче). Зверніть увагу на використання префіксів в їх назвах.

Таблиця\(\PageIndex{2}\): Приклади молекулярних сполук
Формула	Ім'я
\(\ce{NO}\)	окис азоту
\(\ce{N_2O}\)	окис азоту
\(\ce{S_2Cl_2}\)	дихлорид сірки
\(\ce{Cl_2O_7}\)	дихлор гептоксид