Пример прашања што дискутираат за ковалентни врски
Пендахулуан
Ковалентната врска е вид на хемиска врска во која два атома делат пар или повеќе електрони за да постигнат стабилна електронска конфигурација, како на пример кај благородните гасови. Оваа врска обично се јавува помеѓу атоми на неметали кои имаат релативно висока електронегативност и не се разликуваат значително. Формирањето на ковалентна врска игра клучна улога и во органската и во неорганската хемија и е основа на многу соединенија со кои се среќаваме секојдневно. Во оваа статија, ќе разгледаме неколку примери што вклучуваат ковалентни врски и ќе понудиме решенија што ќе ни помогнат подобро да ги разбереме.
Пример прашања и дискусија
Прашање 1
Определете го видот и бројот на ковалентни врски формирани во молекулата H2O (вода).
Пембахасан:
Молекулата на вода се состои од еден атом на кислород (O) и два атоми на водород (H).
1. Електронска конфигурација:
– Кислород: 1s² 2s² 2p⁴ (вкупно 8 електрони)
– Водород: 1s¹ (вкупно 1 електрон)
На кислородот му се потребни уште два електрона за да постигне октетна конфигурација (8 електрони во неговата најнадворешна обвивка), додека на секој атом на водород му е потребен еден електрон за да постигне дуплетна конфигурација (2 електрони во K обвивката).
2. Формирање на ковалентни врски:
– Секој атом на водород дели еден електрон со атом на кислород.
– Кислородот дели два електрона со два атоми на водород, по еден за секој атом.
Така, во молекулата на H2O се формираат две ковалентни врски, една помеѓу атомот на кислород и атомот на водород, соодветно.
Прашање 2
Напишете ја Луисовата структура за молекулата на метан (CH₄).
Пембахасан:
Метанот се состои од еден атом на јаглерод (C) и четири атоми на водород (H).
1. Електронска конфигурација:
– Јаглерод: 1s² 2s² 2p² (вкупно 6 електрони)
– Водород: 1s¹ (вкупно 1 електрон)
Јаглеродот има четири валентни електрони (2s² 2p²) и му се потребни уште четири електрони за да стигне до октет.
2. Формирање на ковалентни врски:
– Секој атом на водород дели еден електрон со атом на јаглерод.
– Јаглеродот дели четири електрони со четири атоми на водород, по еден за секој атом.
Луисовата структура за метан е како што следува:
„„
H
|
Х – Ц – Х
|
H
„„
Јаглеродот е во центарот со четири единечни ковалентни врски со четири атоми на водород.
Прашање 3
Определете ја Луисовата структура и молекуларната форма за јаглерод диоксид (CO₂).
Пембахасан:
Јаглерод диоксидот се состои од еден атом на јаглерод (C) и два атоми на кислород (O).
1. Електронска конфигурација:
– Јаглерод: 1s² 2s² 2p² (вкупно 6 електрони)
– Кислород: 1s² 2s² 2p⁴ (вкупно 8 електрони)
Јаглеродот има четири валентни електрони, додека секој атом на кислород има шест. На јаглеродот му се потребни уште четири електрони за еден октет, додека на секој атом на кислород му се потребни уште два.
2. Формирање на ковалентни врски:
– Јаглеродот дели два електрона со секој атом на кислород.
– Помеѓу јаглеродот и секој атом на кислород се формираат две двојни ковалентни врски.
Луисовата структура за CO₂ е како што следува:
„„
О = Ц = О
„„
Молекуларната форма е линеарна со агол на врска од 180°.
Прашање 4
Пресметајте го вкупниот број на валентни електрони и нацртајте ја Луисовата структура за молекулата на амонијак (NH₃).
Пембахасан:
Амонијакот се состои од еден атом на азот (N) и три атоми на водород (H).
1. Електронска конфигурација:
– Азот: 1s² 2s² 2p³ (вкупно 7 електрони)
– Водород: 1s¹ (вкупно 1 електрон)
Азотот има пет валентни електрони, потребни се уште три електрони за октет.
2. Вкупен број на валентни електрони:
– Азот: 5 валентни електрони.
– Водород (3 атоми): 3 електрони (1 електрон по атом).
Вкупно валентни електрони = 5 + 3 = 8 валентни електрони.
3. Формирање на ковалентни врски:
– Азотот дели по еден електрон со секој атом на водород.
Луисовата структура за NH₃ е:
„„
H
|
H – N – H
|
„„
И пар слободни електрони (осамен пар) е во азот.
Прашање 5
Нацртај ја и објасни ја Луисовата структура за нитратен јон (NO₃⁻).
Пембахасан:
Нитратниот јон е полиатомско соединение со еден азот (N) и три кислородни атоми (O), и негативен полнеж.
1. Електронска конфигурација:
– Азот: 1s² 2s² 2p³ (вкупно 7 електрони)
– Кислород: 1s² 2s² 2p⁴ (вкупно 8 електрони)
Азотот има пет валентни електрони, додека секој кислород има шест валентни електрони.
2. Вкупен број на валентни електрони:
– Азот: 5 електрони.
– Кислород (3 атоми): 18 електрони (6 електрони по атом).
– Дополнително поради негативни јони: 1 електрон.
Вкупно валентни електрони = 5 + 18 + 1 = 24 валентни електрони.
3. Формирање на ковалентни врски и подготовка на Луисови структури:
– Азотот формира двојна врска со еден од атомите на кислород и единечни врски со другите два атоми на кислород.
– Рамномерната распределба на негативниот полнеж помеѓу два атоми на кислород со единечни врски подразбира резонанца.
Луисовата структура за NO₃⁻ е:
„„
O
/
ВКЛУЧЕНО=О
„„
Но, мора да се додаде резонантен знак за да се опише делокализацијата на електроните.
Заклучок
Ковалентното поврзување е фундаментален концепт во хемијата, каде што атомите делат електрони за да постигнат стабилност. Разбирањето како да се цртаат Луисови структури, да се бројат валентни електрони и да се одредат молекуларните форми се основни вештини за подлабоко разбирање на хемиските процеси. Преку горенаведените примери, се надеваме дека читателите ќе стекнат подобро разбирање на формирањето и карактеристиките на ковалентните врски.
