Најважније из лекције
Ковалентна веза је привлачна сила између атома неметала која настаје формирањем заједничких електронских парова.
• Према вишеструкости: може бити једнострука (\(\text{H}-\text{H}\)), двострука (\(\text{O}=\text{O}\)) или трострука (\(\text{N}\equiv\text{N}\)).
• Према поларности:
– Неполарна веза постоји између истих атома неметала (у молекулима елемената: \(\text{Cl}_2\), \(\text{O}_2\)).
– Поларна веза постоји између различитих атома неметала (у молекулима једињења: \(\text{HCl}\), \(\text{H}_2\text{O}\)), где атом са већом привлачном силом добија делимично негативно наелектрисање.
• Стабилност: Атоми грађењем везе постижу конфигурацију племенитог гаса - дублет (водоник) или октет (остали неметали).
• Према вишеструкости: може бити једнострука (\(\text{H}-\text{H}\)), двострука (\(\text{O}=\text{O}\)) или трострука (\(\text{N}\equiv\text{N}\)).
• Према поларности:
– Неполарна веза постоји између истих атома неметала (у молекулима елемената: \(\text{Cl}_2\), \(\text{O}_2\)).
– Поларна веза постоји између различитих атома неметала (у молекулима једињења: \(\text{HCl}\), \(\text{H}_2\text{O}\)), где атом са већом привлачном силом добија делимично негативно наелектрисање.
• Стабилност: Атоми грађењем везе постижу конфигурацију племенитог гаса - дублет (водоник) или октет (остали неметали).
Хемијске везе су привлачне силе које држе честице (атоме или јоне) на окупу у супстанцама.
Два основна типа хемијске везе јесу ковалентна веза и јонска веза.
Луисови симболи приказују валентне електроне атома елемента у облику тачкица распоређених око хемијског симбола.
| 1. група | 2. група | 13. група | 14. група | 15. група | 16. група | 17. група | 18. група |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(\text{H}\cdot\) | \(\text{He}:\) | ||||||
| \(\text{Li}\cdot\) | \(\cdot\text{Be}\cdot\) | \(\cdot\dot{\text{B}}\cdot\) | \(\cdot\dot{\text{C}}\cdot\) | \(:\dot{\text{N}}\cdot\) | \(:\ddot{\text{O}}\cdot\) | \(:\ddot{\text{F}}\cdot\) | \(:\ddot{\text{Ne}}:\) |
| \(\text{Na}\cdot\) | \(\cdot\text{Mg}\cdot\) | \(\cdot\dot{\text{Al}}\cdot\) | \(\cdot\dot{\text{Si}}\cdot\) | \(:\dot{\text{P}}\cdot\) | \(:\ddot{\text{S}}\cdot\) | \(:\ddot{\text{Cl}}\cdot\) | \(:\ddot{\text{Ar}}:\) |
Прикажи Луисовим симболом атом фосфора (\(Z = 15\)).
Атом фосфора припада 15. групи Периодног система и има 5 валентних електрона.
Луисов симбол: \(:\dot{\text{P}}\cdot\)
Луисов симбол: \(:\dot{\text{P}}\cdot\)
Ковалентна веза је веза која постоји између атома неметала у молекулу, а настаје удруживањем валентних електрона у заједничке електронске парове.
Дублет и октет: Удруживањем електрона, атоми теже да постигну стабилну електронску конфигурацију најближег племенитог гаса - водоник постиже дублет (2 електрона попут хелијума), док остали неметали теже да постигну октет (8 електрона).
Електронски парови који не учествују у грађењу ковалентне везе називају се слободни електронски парови.
Према броју заједничких електронских парова, ковалентна веза може бити:
- Једнострука веза - један заједнички електронски пар (једна црта, нпр. у молекулу водоника \(\text{H}_2\)): \[ \text{H}\cdot + \cdot\text{H} \longrightarrow \text{H}:\text{H} \quad \text{или} \quad \text{H}-\text{H} \]
- Двострука веза - два заједничка електронска пара (две црте, нпр. у молекулу кисеоника \(\text{O}_2\)): \[ :\ddot{\text{O}}\cdot + \cdot\ddot{\text{O}}: \longrightarrow :\ddot{\text{O}}::\ddot{\text{O}}: \quad \text{или} \quad :\ddot{\text{O}}=\ddot{\text{O}}: \]
- Трострука веза - три заједничка електронска пара (три црте, нпр. у молекулу азота \(\text{N}_2\)): \[ :\dot{\text{N}}\cdot + \cdot\dot{\text{N}}: \longrightarrow :\text{N}\vdots\vdots\text{N}: \quad \text{или} \quad :\text{N}\equiv\text{N}: \]
Опиши структуру молекула хлора (\(\text{Cl}_2\)) помоћу заједничких и слободних електронских парова.
У молекулу хлора постоји један заједнички електронски пар (једнострука ковалентна веза), док сваки атом хлора има још по три слободна електронска пара:
\[ :\ddot{\text{Cl}}:\ddot{\text{Cl}}: \quad \text{или} \quad :\ddot{\text{Cl}}-\ddot{\text{Cl}}: \]
Молекули елемената настају повезивањем атома истог неметала путем ковалентне везе.
Примери молекула елемената:
- Двоатомни: водоник (\(\text{H}_2\)), кисеоник (\(\text{O}_2\)), азот (\(\text{N}_2\)), хлор (\(\text{Cl}_2\)).
- Вишеатомни: сумпор (\(\text{S}_8\)), фосфор (\(\text{P}_4\)).
Молекули једињења настају када се ковалентном везом повежу атоми различитих неметала.
Примери молекула једињења:
- Хлороводоник (\(\text{HCl}\)): \(\text{H}-\ddot{\text{Cl}}:\)
- Вода (\(\text{H}_2\text{O}\)): \(\text{H}-\ddot{\text{O}}-\text{H}\)
- Угљен-диоксид (\(\text{CO}_2\)): \(:\ddot{\text{O}}=\text{C}=\ddot{\text{O}}:\)
- Глукоза (\(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6\))
Разврстај следеће супстанце на молекуле елемената и молекуле једињења: \(\text{O}_2\), \(\text{HCl}\), \(\text{S}_8\), \(\text{CO}_2\).
- Молекули елемената: \(\text{O}_2\), \(\text{S}_8\) (сачињени од исте врсте атома).
- Молекули једињења: \(\text{HCl}\), \(\text{CO}_2\) (сачињени од различитих неметала).
Неполарна ковалентна веза настаје између атома истог неметала (у молекулима елемената). Заједнички електрони су равномерно распоређени и једнако удаљени од оба језгра.
Примери неполарне везе: \(\text{H}-\text{H}\), \(\text{O}=\text{O}\), \(\text{N}\equiv\text{N}\), \(\text{Cl}-\text{Cl}\).
Поларна ковалентна веза настаје између атома различитих неметала. Заједнички електронски пар је померен према атому чије језгро јаче привлачи електроне.
Атоми флуора, кисеоника, азота и хлора јаче привлаче електроне од осталих атома неметала, па у молекулима једињења добијају делимично негативно наелектрисање, док други атом добија делимично позитивно наелектрисање. Због раздвојених наелектрисања настају два пола (поларан молекул).
Пример молекула са поларним и неполарним везама је етан (\(\text{C}_2\text{H}_6\)):
\[ \begin{array}{c} \text{H} \quad \text{H} \\ | \quad | \\ \text{H}-\text{C}-\text{C}-\text{H} \\ | \quad | \\ \text{H} \quad \text{H} \end{array} \]
У етану постоји једна неполарна веза (\(\text{C}-\text{C}\)) и шест поларних веза (\(\text{C}-\text{H}\)).
Шта се дешава када се наелектрисани чешаљ принесе млазу воде и како се то објашњава?
Млаз воде скреће. Ова појава се објашњава поларношћу веза у молекулу воде и тиме што молекул воде има стално раздвојена наелектрисања (поларан молекул).
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Која врста ковалентне везе (поларна или неполарна) постоји у следећим молекулима:
а) молекул брома (\(\text{Br}_2\))
б) молекул хлороводоника (\(\text{HCl}\))
а) молекул брома (\(\text{Br}_2\))
б) молекул хлороводоника (\(\text{HCl}\))
а) Неполарна ковалентна веза, јер је изграђена између два истоветна атома брома (молекул елемента).
б) Поларна ковалентна веза, јер је изграђена између атома различитих неметала (водоника и хлора).
б) Поларна ковалентна веза, јер је изграђена између атома различитих неметала (водоника и хлора).
Задатак 2 (средњи): Прикажи Луисовим симболима грађење ковалентне везе у молекулу флуора (\(Z(\text{F}) = 9\)). Одреди вишеструкост везе, као и број слободних електронских парова у целом молекулу.
Флуор има 7 валентних електрона: \(:\ddot{\text{F}}\cdot\). Удруживањем по једног неспареног електрона настаје један заједнички електронски пар:
\[ :\ddot{\text{F}}\cdot + \cdot\ddot{\text{F}}: \longrightarrow :\ddot{\text{F}}:\ddot{\text{F}}: \quad \text{или} \quad :\ddot{\text{F}}-\ddot{\text{F}}: \]
Вишеструкост везе: Једнострука ковалентна веза (1 заједнички пар).
Број слободних парова: Укупно 6 слободних електронских парова (по 3 на сваком атому флуора).
Вишеструкост везе: Једнострука ковалентна веза (1 заједнички пар).
Број слободних парова: Укупно 6 слободних електронских парова (по 3 на сваком атому флуора).
Задатак 3 (средњи): Молекул амонијака састоји се од једног атома азота и три атома водоника (\(\text{NH}_3\)).
а) Прикажи структурну формулу молекула амонијака са слободним електронским паровима.
б) Одреди тип везе према поларности и број поларних ковалентних веза у амонијаку.
а) Прикажи структурну формулу молекула амонијака са слободним електронским паровима.
б) Одреди тип везе према поларности и број поларних ковалентних веза у амонијаку.
а) Атом азота има један слободан пар и гради три једноструке везе са атомима водоника:
\[ \begin{array}{c} \text{H}-\ddot{\text{N}}-\text{H} \\ | \\ \text{H} \end{array} \]
б) Све три везе (\(\text{N}-\text{H}\)) настају између различитих неметала, па су то 3 поларне ковалентне везе.
Задатак 4 (тежак): У молекулу цијановодоника (\(\text{HCN}\)), за атом угљеника везани су један атом водоника и један атом азота: \(\text{H}-\text{C}\equiv\text{N}:\).
Опиши све ковалентне везе у овом молекулу према:
а) вишеструкости везе (једнострука, двострука, трострука)
б) поларности везе (поларна или неполарна)
Опиши све ковалентне везе у овом молекулу према:
а) вишеструкости везе (једнострука, двострука, трострука)
б) поларности везе (поларна или неполарна)
У молекулу \(\text{HCN}\) постоје две врсте ковалентних веза:
- Веза \(\text{H}-\text{C}\):
- Према вишеструкости: једнострука ковалентна веза (1 заједнички електронски пар).
- Према поларности: поларна ковалентна веза (између различитих атома неметала).
- Веза \(\text{C}\equiv\text{N}\):
- Према вишеструкости: трострука ковалентна веза (3 заједничка електронска пара).
- Према поларности: поларна ковалентна веза (између различитих атома неметала).
