Пример питања о ковалентним везама
Пендахулуан
Ковалентна веза је врста хемијске везе у којој два атома деле пар или више електрона како би постигла стабилну електронску конфигурацију, као што је случај са племенитим гасовима. Ова веза се обично јавља између атома неметала који имају релативно високе електронегативности и нису значајно различити. Формирање ковалентних веза игра кључну улогу и у органској и у неорганској хемији и основа је многих једињења са којима се свакодневно срећемо. У овом чланку ћемо размотрити неколико примера који укључују ковалентне везе и пружити решења која ће нам помоћи да их боље разумемо.
Цонтох Соал и Пембахасан
Питање 1
Одредите врсту и број ковалентних веза које се формирају у молекулу H2O (воде).
пембахасан:
Молекул воде се састоји од једног атома кисеоника (О) и два атома водоника (Х).
1. Електронска конфигурација:
– Кисеоник: 1s² 2s² 2p⁴ (укупно 8 електрона)
– Водоник: 1s¹ (укупно 1 електрон)
Кисеонику су потребна још два електрона да би постигао октет конфигурацију (8 електрона у својој најудаљенијој љусци), док је сваком атому водоника потребан један електрон да би постигао дуплет конфигурацију (2 електрона у К љусци).
2. Формирање ковалентних веза:
– Сваки атом водоника дели један електрон са атомом кисеоника.
– Кисеоник дели два електрона са два атома водоника, по један за сваки атом.
Тако се у молекулу H2O формирају две ковалентне везе, једна између атома кисеоника и атома водоника, респективно.
Питање 2
Напишите Луисову структуру молекула метана (CH₄).
пембахасан:
Метан се састоји од једног атома угљеника (C) и четири атома водоника (H).
1. Електронска конфигурација:
– Угљеник: 1s² 2s² 2p² (укупно 6 електрона)
– Водоник: 1s¹ (укупно 1 електрон)
Угљеник има четири валентна електрона (2s² 2p²) и потребна су му још четири електрона да би достигао октет.
2. Формирање ковалентних веза:
– Сваки атом водоника дели један електрон са атомом угљеника.
– Угљеник дели четири електрона са четири атома водоника, по један за сваки атом.
Луисова структура за метан је следећа:
„`
H
|
Х – Ц – Х
|
H
„`
Угљеник је у центру са четири једноструке ковалентне везе са четири атома водоника.
Питање 3
Одредите Луисову структуру и молекуларни облик угљен-диоксида (CO₂).
пембахасан:
Угљен-диоксид се састоји од једног атома угљеника (C) и два атома кисеоника (O).
1. Електронска конфигурација:
– Угљеник: 1s² 2s² 2p² (укупно 6 електрона)
– Кисеоник: 1s² 2s² 2p⁴ (укупно 8 електрона)
Угљеник има четири валентна електрона, док сваки атом кисеоника има шест. Угљенику су потребна четири електрона више за октет, док сваком атому кисеоника требају два више.
2. Формирање ковалентних веза:
– Угљеник дели два електрона са сваким атомом кисеоника.
– Између угљеника и сваког кисеоника формирају се две двоструке ковалентне везе.
Луисова структура за CO₂ је следећа:
„`
О = Ц = О
„`
Молекуларни облик је линеаран са углом везе од 180°.
Питање 4
Израчунајте укупан број валентних електрона и нацртајте Луисову структуру за молекул амонијака (NH₃).
пембахасан:
Амонијак се састоји од једног атома азота (N) и три атома водоника (H).
1. Електронска конфигурација:
– Азот: 1s² 2s² 2p³ (укупно 7 електрона)
– Водоник: 1s¹ (укупно 1 електрон)
Азот има пет валентних електрона, а за октет су му потребна још три електрона.
2. Укупан број валентних електрона:
– Азот: 5 валентних електрона.
– Водоник (3 атома): 3 електрона (1 електрон по атому).
Укупан број валентних електрона = 5 + 3 = 8 валентних електрона.
3. Формирање ковалентних веза:
– Азот дели један електрон са сваким атомом водоника.
Луисова структура за NH₃ је:
„`
H
|
Х – Н – Х
|
„`
А пар слободних електрона (усамљени пар) је у азоту.
Питање 5
Нацртајте и објасните Луисову структуру нитратног јона (NO₃⁻).
пембахасан:
Нитратни јон је полиатомско једињење са једним азотом (N) и три кисеоника (O), и негативним наелектрисањем.
1. Електронска конфигурација:
– Азот: 1s² 2s² 2p³ (укупно 7 електрона)
– Кисеоник: 1s² 2s² 2p⁴ (укупно 8 електрона)
Азот има пет валентних електрона, док сваки кисеоник има шест валентних електрона.
2. Укупан број валентних електрона:
– Азот: 5 електрона.
– Кисеоник (3 атома): 18 електрона (6 електрона по атому).
– Додатно због негативних јона: 1 електрон.
Укупан број валентних електрона = 5 + 18 + 1 = 24 валентних електрона.
3. Формирање ковалентних веза и припрема Луисових структура:
– Азот формира двоструку везу са једним од атома кисеоника и једноструку везу са друга два атома кисеоника.
– Равномерна расподела негативног наелектрисања између два атома кисеоника са једноструким везама подразумева резонанцију.
Луисова структура за NO₃⁻ је:
„`
O
/
УКЉУЧЕНО=О
„`
Али се мора додати знак резонанције да би се описала делокализација електрона.
Закључак
Ковалентна веза је фундаментални концепт у хемији, где атоми деле електроне како би постигли стабилност. Разумевање цртања Луисових структура, бројања валентних електрона и одређивања молекуларних облика су неопходне вештине за дубље разумевање хемијских процеса. Надамо се да ће читаоци кроз горе наведене примере стећи боље разумевање формирања и карактеристика ковалентних веза.
