კოვალენტური ბმების განხილვის მაგალითები

კოვალენტური ბმების განხილვის სამაგალითო კითხვები

პენდაჰულუანი

კოვალენტური ბმა ქიმიური ბმის სახეობაა, რომელშიც ორ ატომს ერთი ან მეტი ელექტრონის წყვილი აქვს საერთო სტაბილური ელექტრონული კონფიგურაციის მისაღწევად, მაგალითად, კეთილშობილ აირებში. ეს ბმა, როგორც წესი, არამეტალის ატომებს შორის წარმოიქმნება, რომლებსაც შედარებით მაღალი ელექტროუარყოფითობა აქვთ და მნიშვნელოვნად არ განსხვავდებიან. კოვალენტური ბმის წარმოქმნა გადამწყვეტ როლს ასრულებს როგორც ორგანულ, ასევე არაორგანულ ქიმიაში და წარმოადგენს მრავალი ნაერთის საფუძველს, რომელსაც ყოველდღიურად ვხვდებით. ამ სტატიაში განვიხილავთ კოვალენტურ ბმებთან დაკავშირებულ რამდენიმე მაგალითს და შემოგთავაზებთ გადაწყვეტილებებს, რომლებიც დაგვეხმარება მათ უკეთ გაგებაში.

ნიმუშის კითხვები და დისკუსია

კითხვა 1
განსაზღვრეთ H2O (წყლის) მოლეკულაში წარმოქმნილი კოვალენტური ბმების ტიპი და რაოდენობა.

დისკუსია:
წყლის მოლეკულა შედგება ერთი ჟანგბადის ატომისგან (O) და ორი წყალბადის ატომისგან (H).

1. ელექტრონული კონფიგურაცია:
– ჟანგბადი: 1s² 2s² 2p⁴ (სულ 8 ელექტრონი)
– წყალბადი: 1s¹ (სულ 1 ელექტრონი)

ჟანგბადს ოქტეტის კონფიგურაციის მისაღწევად (8 ელექტრონი მის ყველაზე გარეთა შრეზე) კიდევ ორი ​​ელექტრონი სჭირდება, ხოლო წყალბადის თითოეულ ატომს დუპლეტის კონფიგურაციის მისაღწევად (2 ელექტრონი K შრეზე) ერთი ელექტრონი სჭირდება.

2. კოვალენტური ბმების ფორმირება:
- წყალბადის თითოეულ ატომს ჟანგბადის ატომთან ერთად ერთი ელექტრონი აქვს გაზიარებული.
– ჟანგბადი ორ წყალბადის ატომთან იზიარებს ორ ელექტრონს, თითო ელექტრონს თითოეული ატომისთვის.

ამრიგად, H2O მოლეკულაში ორი კოვალენტური ბმა წარმოიქმნება, ერთი შესაბამისად ჟანგბადის და ერთი წყალბადის ატომებს შორის.

კითხვა 2
დაწერეთ მეთანის მოლეკულის (CH₄) ლუისის სტრუქტურა.

დისკუსია:
მეთანი შედგება ერთი ნახშირბადის ატომისგან (C) და ოთხი წყალბადის ატომისგან (H).

1. ელექტრონული კონფიგურაცია:
– ნახშირბადი: 1s² 2s² 2p² (სულ 6 ელექტრონი)
– წყალბადი: 1s¹ (სულ 1 ელექტრონი)

ნახშირბადს აქვს ოთხი ვალენტური ელექტრონი (2s² 2p²) და ოქტეტამდე მისასვლელად კიდევ ოთხი ელექტრონი სჭირდება.

2. კოვალენტური ბმების ფორმირება:
- წყალბადის თითოეულ ატომს ნახშირბადის ატომთან ერთი ელექტრონი აქვს გაზიარებული.
– ნახშირბადი ოთხ წყალბადის ატომთან ერთად ოთხ ელექტრონს იზიარებს, თითო ელექტრონს თითოეული ატომისთვის.

მეთანის ლუისის სტრუქტურა შემდეგია:

""
H
|
ჰ – ც – ჰ
|
H
""

ცენტრში ნახშირბადია, რომელსაც წყალბადის ოთხ ატომთან ოთხი ერთჯერადი კოვალენტური ბმა აქვს.

კითხვა 3
განსაზღვრეთ ნახშირორჟანგის (CO₂) ლუისის სტრუქტურა და მოლეკულური ფორმა.

დისკუსია:
ნახშირორჟანგი შედგება ერთი ნახშირბადის ატომისგან (C) და ორი ჟანგბადის ატომისგან (O).

1. ელექტრონული კონფიგურაცია:
– ნახშირბადი: 1s² 2s² 2p² (სულ 6 ელექტრონი)
– ჟანგბადი: 1s² 2s² 2p⁴ (სულ 8 ელექტრონი)

ნახშირბადს ოთხი ვალენტური ელექტრონი აქვს, ხოლო თითოეულ ჟანგბადის ატომს - ექვსი. ნახშირბადს ოქტეტისთვის კიდევ ოთხი ელექტრონი სჭირდება, ხოლო თითოეულ ჟანგბადის ატომს - ორი.

2. კოვალენტური ბმების ფორმირება:
– ნახშირბადი თითოეულ ჟანგბადის ატომს ორ ელექტრონს უზიარებს.
- ნახშირბადსა და თითოეულ ჟანგბადს შორის წარმოიქმნება ორი ორმაგი კოვალენტური ბმა.

CO₂-ის ლუისის სტრუქტურა შემდეგია:
""
O = C = O
""

მოლეკულის ფორმა წრფივია 180°-იანი ბმის კუთხით.

კითხვა 4
გამოთვალეთ ვალენტური ელექტრონების საერთო რაოდენობა და დახაზეთ ლუისის სტრუქტურა ამიაკის მოლეკულისთვის (NH₃).

დისკუსია:
ამიაკი შედგება ერთი აზოტის ატომისგან (N) და სამი წყალბადის ატომისგან (H).

1. ელექტრონული კონფიგურაცია:
– აზოტი: 1s² 2s² 2p³ (სულ 7 ელექტრონი)
– წყალბადი: 1s¹ (სულ 1 ელექტრონი)

აზოტს ხუთი ვალენტური ელექტრონი აქვს, ოქტეტისთვის კიდევ სამი ელექტრონი სჭირდება.

2. ვალენტური ელექტრონების საერთო რაოდენობა:
– აზოტი: 5 ვალენტური ელექტრონი.
– წყალბადი (3 ატომი): 3 ელექტრონი (1 ელექტრონი თითო ატომზე).

სულ ვალენტური ელექტრონები = 5 + 3 = 8 ვალენტური ელექტრონი.

3. კოვალენტური ბმების ფორმირება:
– აზოტი წყალბადის თითოეულ ატომს ერთ ელექტრონს უზიარებს.

NH₃-ის ლუისის სტრუქტურაა:
""
H
|
ჰ – ნ – ჰ
|
""
და თავისუფალი ელექტრონების წყვილი (მარტოხელა წყვილი) აზოტშია.

კითხვა 5
დახაზეთ და ახსენით ნიტრატის იონის (NO₃⁻) ლუისის სტრუქტურა.

დისკუსია:
ნიტრატის იონი არის პოლიატომური ნაერთი, რომელსაც აქვს ერთი აზოტის (N) და სამი ჟანგბადის (O) ატომები და უარყოფითი მუხტი.

1. ელექტრონული კონფიგურაცია:
– აზოტი: 1s² 2s² 2p³ (სულ 7 ელექტრონი)
– ჟანგბადი: 1s² 2s² 2p⁴ (სულ 8 ელექტრონი)

აზოტს ხუთი ვალენტური ელექტრონი აქვს, ხოლო თითოეულ ჟანგბადს ექვსი ვალენტური ელექტრონი.

2. ვალენტური ელექტრონების საერთო რაოდენობა:
– აზოტი: 5 ელექტრონი.
– ჟანგბადი (3 ატომი): 18 ელექტრონი (6 ელექტრონი თითო ატომზე).
– უარყოფითი იონების გამო დამატებით: 1 ელექტრონი.

სულ ვალენტური ელექტრონები = 5 + 18 + 1 = 24 ვალენტური ელექტრონი.

3. კოვალენტური ბმების ფორმირება და ლუისის სტრუქტურების მომზადება:
– აზოტი ორმაგ ბმას წარმოქმნის ჟანგბადის ერთ ატომთან და ერთმაგ ბმას დანარჩენ ორ ჟანგბადის ატომთან.
– ერთობლიიანი ჟანგბადის ორ ატომს შორის უარყოფითი მუხტის თანაბარი განაწილება რეზონანსს გულისხმობს.

NO₃⁻-ის ლუისის სტრუქტურაა:
""
O
/
ჩართულია=O
""
მაგრამ ელექტრონების დელოკალიზაციის აღსაწერად რეზონანსული ნიშანი უნდა დაემატოს.

დასკვნა

კოვალენტური ბმა ქიმიაში ფუნდამენტური კონცეფციაა, სადაც ატომები სტაბილურობის მისაღწევად ელექტრონებს იზიარებენ. ლუისის სტრუქტურების დახატვის, ვალენტური ელექტრონების დათვლისა და მოლეკულური ფორმების განსაზღვრის ცოდნა ქიმიური პროცესების უფრო ღრმა გაგებისთვის აუცილებელი უნარებია. ზემოთ მოყვანილი მაგალითების საშუალებით, ვიმედოვნებთ, რომ მკითხველები უკეთ გაიგებენ კოვალენტური ბმების ფორმირებას და მახასიათებლებს.