химические связи

вопросы, касающиеся школьной и вузовской химии; помощь в решении задач различного уровня сложности
Ответить
nic
Сообщения: 24
Зарегистрирован: Ср ноя 09, 2011 11:20 pm

химические связи

Сообщение nic » Пн ноя 14, 2011 6:39 pm

Товарищи, помогите с заданием. Охарактеризовать хим. связи в молекулах: K4[Fe(CN)6]; [Cu(NH3)4]Cl2; NH4OH; HCl. Кое с чем разобрался.
HCl: ковалентная полярная (ионная), ординарная связь с sp-гибридизацией АО. Валентный угол связи-1800.
NH4OH: в молекуле аммония - ковалентная мало полярная одинарная связь с sp3-гибридизацией АО. Валентный угол связи-1090. В молекуле гидроксида - ковалентная полярная (ионная) ординарная связь.
Дальше мысль останавливается... А с первыми двумя вообще не пойму что делать. Подскажите балбесу :235:

vikka2011
Сообщения: 6
Зарегистрирован: Пт ноя 11, 2011 6:06 pm

Re: химические связи

Сообщение vikka2011 » Пн ноя 14, 2011 6:55 pm

Ковалентная полярная и ионная - совершенно разные вещи. НСІ - ков.пол. В молекуле нет угла, потому что связано два атома, это только прямая. Вещество NH4OH называется гидроксид аммония, его нельзя рассматривать по частям.
А первые два вещества - комплексные соединения. Может, для начала, учебник открыть?

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 9589
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: химические связи

Сообщение SkydiVAR » Вт ноя 15, 2011 11:55 am

nic писал(а):Товарищи, помогите с заданием. Охарактеризовать хим. связи в молекулах: K4[Fe(CN)6]; [Cu(NH3)4]Cl2; NH4OH; HCl. Кое с чем разобрался.
HCl: ковалентная полярная (ионная), ординарная связь с sp-гибридизацией АО. Валентный угол связи-1800.
NH4OH: в молекуле аммония - ковалентная мало полярная одинарная связь с sp3-гибридизацией АО. Валентный угол связи-1090. В молекуле гидроксида - ковалентная полярная (ионная) ординарная связь.
Дальше мысль останавливается... А с первыми двумя вообще не пойму что делать. Подскажите балбесу :235:
Ну, за язык никто не тянул... ;-) Если предпочитаете такое обращение - так тому и быть!
Первые две соли - комплексные. Разберем гексацианферрат. Есть центральный ион, лиганды внутренней сферы и лиганды внешней сферы. Центральный ион - Fe+2. Во внешней оболочке - 5 3d-орбиталей, 3 4p-орбитали и 1 4s-орбиталь, в ионе Fe+2 осталось 6 электронов на внешнем слое, сталбыть из 9 - 3 орбитали заняты. Оставшиеся 6 вакантных должны быть гибридизованы. Тип гибридизации сейчас не волнует. Главное - 6 отрицательно заряженных ионов CN-, а каждый из них несет неподеленную пару электронов, должны оказаться на максимальном удалении друг от друга. Сталбыть, эти лиганды должны оказаться в вершинах многогранника, имеющего 6 равноудаленных друг от друга вершин. Что за многогранник - догадайтесь сами. Ну и тип связи лигандов с центральным ионом: у иона вакантные орбитали, у лигандов - неподеленные пары. Тривиально. Связь С и N внутри лиганда - тоже понятно. Два неметалла с разной электроотрицательностью. О том, что связывает комплексный ион [Fe(CN)6]-4 с отдельно стоящими ионами калия можно не говорить - очевидно.
С медью - идея та же самая, только вакантных орбиталей поменьше, а 4 молекулы аммиака вполне комфортно размещаются в углах квадрата.
В гидроксиде аммония ион ОН- - во внешней сфере, остальное аналогично.
Для HCl я бы предположил sp3-гибридизацию. Впрочем - не уверен. Если рассматривать газообразный хлороводород - ионов там нет. Опять - два неметалла с разной электроотрицательностью.
nic писал(а):Спасибо, чувааак!
И можешь не благодарить, чувааак! Или лучше - балбес? ;-)
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

nic
Сообщения: 24
Зарегистрирован: Ср ноя 09, 2011 11:20 pm

Re: химические связи

Сообщение nic » Ср ноя 16, 2011 9:11 pm

Не все понятно, но разберусь. А в этих сложных соединениях вообще какие связи описывать? И что еще нужно указать при характеристики связей?

nic
Сообщения: 24
Зарегистрирован: Ср ноя 09, 2011 11:20 pm

Re: химические связи

Сообщение nic » Ср ноя 16, 2011 9:16 pm

vikka2011 писал(а):Ковалентная полярная и ионная - совершенно разные вещи. НСІ - ков.пол. В молекуле нет угла, потому что связано два атома, это только прямая. Вещество NH4OH называется гидроксид аммония, его нельзя рассматривать по частям.
А первые два вещества - комплексные соединения. Может, для начала, учебник открыть?
Вот как раз учебник мне и сказал, что ионная связь - это предельный случай ковалентной полярной связи. Про комплексные же соединения он вообще молчит, а моих, прямо скажем - неглубоких, знаний не достаточно. Поэтому и приходится просить помощи у сведущих людей! :D

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 9589
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: химические связи

Сообщение SkydiVAR » Пт ноя 18, 2011 12:48 pm

nic писал(а):Вот как раз учебник мне и сказал, что ионная связь - это предельный случай ковалентной полярной связи. Про комплексные же соединения он вообще молчит, а моих, прямо скажем - неглубоких, знаний не достаточно. Поэтому и приходится просить помощи у сведущих людей! :D
Ну, раз уж мы от "чуваков" перешли к людям - мои 5 копеек в копилку Ваших знаний. Учебник совершенно справедливо говорит, что ионная связь - предельный случай ковалентной полярной. Но! Даже во фториде цезия - соли, образованной самым активным (электроотрицательным) неметаллом и самым активным ("электроположительным") стабильным металлом - степень ионности связи (относительное время пребывания связывающей пары электронов в поле ядра фтора) немногим более 90%. Так что, строго говоря, ионной связи вообще не бывает. Другое дело, что в курсе средней школы и курсе общей и неорганической химии вузов проблема рассматривается с точки зрения теории электролитической диссоциации. Если водный раствор проводит ток - связь ионная. Тот же хлороводород, например. В газовой фазе он существует в виде молекул HCL и небольшого количества ассоциатов, образованных за счет водородных связей. В водном растворе - в виде гидратированных протонов и хлорид-ионов. Сказать однозначно можно только если указаны условия.
Аналогично с гексацианоферратом калия, дихлоридом тетраамминомеди и тем более с гидроксидом аммония. В водном растворе - ионные соединения, потому как диссоциируют. Если говорить о твердых солях - всё гораздо сложнее. Надо привлекать для описания теорию кристаллического поля и/или теорию вибронных взаимодействий. А гидроксид аммония вообще чудо из чудес. В водном растворе - тетраэдрический катион аммония, все связи N-H одинаковые. В газовой фазе - искаженный тетраэдр аммиака, к которому водородной (в упрощенном варианте - донорно-акцепторной) связью зацеплена через протон искаженная же молекула воды.

Кстати, а какой уровень объяснения интересует Вас? От этого зависит ответ на Ваш вопрос
nic писал(а):И что еще нужно указать при характеристики связей?
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

nic
Сообщения: 24
Зарегистрирован: Ср ноя 09, 2011 11:20 pm

Re: химические связи

Сообщение nic » Сб ноя 19, 2011 3:12 pm

Точно не знаю, но это задачи за второй курс ВУЗа.
И если я все правильно понял из предыдущих сообщений, то в 1,2 и 3 соединениях связи ковалентные донорно-акцепторные. Разница только в наличии лигандов внешней и внутренней сфер у первых двух соединений и в конфигурации молекул, т.е. гибридизации. HCl - ковалентная полярная ординарная за счет разности электроотрицательности элементов. Так нет? И не могу разобраться когда же конфигурация будет плоской, а когда пространственной.
Кстати, а почему ГЕКСАцианферрат, ведь координационное число - 6?

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 9589
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: химические связи

Сообщение SkydiVAR » Сб ноя 19, 2011 5:03 pm

Начнем с ГЕКСА цианоферрата. Вы правы, координационное число 6, и именно шесть цианид-ионов (лигандов) расположены во внутренней сфере. На что и указывет приставка ГЕКСА - сиречь, "шесть". Восемь будет "окта", семь - "гепта-", пять - "пента", четыре - "тетра", три - "три", два - "ди", один - "моно".
Теперь относительно "плоской" и "пространственной". Из курса геометрии известно, что две точки определяют прямую. Через которую можно провести бесконечное количество плоскостей. Поэтому молекула хлороводорода всегда линейна. Через 3 точки можно провести одну и только одну плоскость. Поэтому молекула воды всегда плоская. Начиная от четырех атомов - молекулы могут быть как плоскими, так и нет - зависит от структуры, которая, в свою очередь, зависит от гибридизации.
По типам связей. Судя по вопросам, квантами и заумными теориями можно не заморачиваться. Объясняю, как объясняли в своё время, еще в школе, мне. 1) Есть связи, для образования которых каждая из участвующих в образовании связи частиц предоставляет по одному электрону. Если это связь между атомами металла и неметалла - связь ионная. Если между двумя атомами неметаллов - ковалентная. Если неметаллы одинаковые - ковалентная неполярная, если разные - ковалентная полярная. Строгой границы между ковалентной полярной и ионной нет, как нет и строгой границы между металлами и неметаллами - ионная это предельный случай ковалентной полярной. 2) Есть связи, для образования которых одна из частиц предоставляет неподеленную пару электронов, а другая - вакантную (свободную) орбиталь - это связи по донорно-акцепторному механизму. В такой классификации донорно-акцепторные связи не относятся к ковалентным.
И наконец, Вы не всё правильно поняли из предыдущих сообщений. Разберем пресловутый гексациано(II)феррат калия. Связи между катионом железа и цианид-анионами донорно-акцепторные (вакантная орбиталь железа плюс неподеленная пара аниона), связи внутри цианид-анионов ковалентные полярные (два неметалла - углерод и азот - с разной электроотрицательностью), а связи катионов калия с комплексным анионом [Fe(CN)6]4- - ионные. Разберите таким же образом остальные молекулы и я смогу сказать правильно ли Вы меня поняли.
Успехов!
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

nic
Сообщения: 24
Зарегистрирован: Ср ноя 09, 2011 11:20 pm

Re: химические связи

Сообщение nic » Вс ноя 20, 2011 2:03 pm

Тогда получается: HCl - ковалентная полярная (разные неметаллы с неспаренными электронами); NH4OH - тоже ковалентная полярная (два иона неметаллов разноименно заряженные и вроде бы у ОН есть свободные электроны);
[Cu(NH3)4]Cl2: внутренняя сфера - донорно-акцепторная (металл с вакантными орбиталями и ион неметалла с неподеленной парой), внешняя сера - ионная (ведь катион образован металлом и неметалл с неспаренным электроном). Как-то так?
Скажите, если в задаче требуется охарактеризовать хим. связи, что еще нужно указать помимо того, что обзываются сами связи?
Нашел такие понятия для ковалентной связи как - длина связи, энергия связи, валентный угол, полярность связи, насыщаемость связи, направленность связи, гибридизация АО, а что с ними делать не знаю. Во-первых не знаю как их определить, а во-вторых не знаю нужно ли их вообще указывать? Что скажите?

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 9589
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: химические связи

Сообщение SkydiVAR » Вс ноя 20, 2011 9:14 pm

nic писал(а):Тогда получается: HCl - ковалентная полярная (разные неметаллы с неспаренными электронами);
Согласен.
nic писал(а):NH4OH - тоже ковалентная полярная (два иона неметаллов разноименно заряженные и вроде бы у ОН есть свободные электроны);
А вот тут Вы ушли в сторону. Попробуйте рассмотреть процесс образования гидроксида аммония, считая, что в растворе присутствуют молекулы аммиака NH3 и частично ионизированная вода в виде протонов Н+ и гидроксид-ионов ОН-. Рассмотрите процесс образования катиона аммония и его взаимодействия с гидроксид-анионом. Укажите, связи какого типа были в исходных веществах, какие связи образовались и какие связи присутствуют в продукте взаимодействия.
nic писал(а):[Cu(NH3)4]Cl2: внутренняя сфера - донорно-акцепторная (металл с вакантными орбиталями и ион неметалла с неподеленной парой),
Действительно, донорно-акцепторная. И действительно, металл с вакантными орбиталями. Но лиганды внутренней сферы в данном случае вовсе не ионы! Лиганды - незаряженные молекулы аммиака. Впрочем, неподеленные пары у них есть.
nic писал(а):внешняя сфера - ионная
Почти согласен. Кстати, какую форму имеют комплексы Cu(II)? Тетраэдр? Квадрат? А может, октаэдр? От этого будет зависеть, считаем мы хлорид-анионы лигандами внешней или внутренней сферы, и, стало быть, будем относить связи их с катионом к донорно-акцепторным или к ионным.
nic писал(а):Как-то так?
Скажите, если в задаче требуется охарактеризовать хим. связи, что еще нужно указать помимо того, что обзываются сами связи?
Нашел такие понятия для ковалентной связи как - длина связи, энергия связи, валентный угол, полярность связи, насыщаемость связи, направленность связи, гибридизация АО, а что с ними делать не знаю. Во-первых не знаю как их определить, а во-вторых не знаю нужно ли их вообще указывать? Что скажите?
И вот тут я не знаю. Ответ на этот вопрос зависит от ширины и глубины подачи информации в Вашем курсе. Возможно, достаточно просто указать тип связи.
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

nic
Сообщения: 24
Зарегистрирован: Ср ноя 09, 2011 11:20 pm

Re: химические связи

Сообщение nic » Пн ноя 21, 2011 11:11 am

Комплексы меди - тетраэдр, т.к. гибридизируются одна s- и три р-орбитали. А как определить внутренней или внешней?
NH3+H+OH--->NH4+OH-
Ион аммония NH4+ образуется по донорно-акцепторному механизму с Н+.
А дальше получается только статическое притяжение ионов, потому что NH4 отдавать и делить уже нечего. Правильно?

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 9589
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: химические связи

Сообщение SkydiVAR » Пн ноя 21, 2011 12:10 pm

nic писал(а):Комплексы меди - тетраэдр, т.к. гибридизируются одна s- и три р-орбитали. А как определить внутренней или внешней?
Тетраамминмедь - квадратная. Там d-орбитали в гибридизации участвуют. А вот если бы была октаэдрическая, как железо - координационное число было бы 6, 4 молекулы аммиака были бы в вершинах квадрата, а два хлорид-аниона - в противоположных вершинах октаэдра. И всё оказалось бы во внутренней сфере. В варинте с квадратом (как и есть "на самом деле") - во внутренней сфере только аммиак, а хлор во внешней.
nic писал(а):NH3+H+OH--->NH4+OH-
Ион аммония NH4+ образуется по донорно-акцепторному механизму с Н+.
А дальше получается только статическое притяжение ионов, потому что NH4 отдавать и делить уже нечего. Правильно?
Согласен. А "статическое притяжение ионов" - это как раз ионная связь.
nic, распишите типы всех связей для дихлорида тетраамминмеди. Тогда я смогу понять, разобрались Вы или нет.
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

nic
Сообщения: 24
Зарегистрирован: Ср ноя 09, 2011 11:20 pm

Re: химические связи

Сообщение nic » Пн ноя 21, 2011 10:19 pm

А почему же мне книга говорит, что конфигурация меди 4s1 3d10. Отсюда я и отталкивался: 1 s-орбиталь и 3 р-орбитали.

nic
Сообщения: 24
Зарегистрирован: Ср ноя 09, 2011 11:20 pm

Re: химические связи

Сообщение nic » Пн ноя 21, 2011 10:27 pm

SkydiVAR писал(а):
распишите типы всех связей для дихлорида тетраамминмеди. Тогда я смогу понять, разобрались Вы или нет.
Получилось так: комплексное соединение с лигандами внутренней и внешней сферы. Связь внутри лигандов внутренней сферы ковалентная полярная. Связь лигандов внутренней сферы с комплексообразователем Cu+2 - донорно-акцепторная. Связь лигандов внешней сферы Cl2- с катионом - ионная.

Аватара пользователя
Alximikus
Сообщения: 100
Зарегистрирован: Чт май 26, 2011 7:41 am

Re: химические связи

Сообщение Alximikus » Пн ноя 21, 2011 11:49 pm

nic писал(а):А почему же мне книга говорит, что конфигурация меди 4s1 3d10. Отсюда я и отталкивался: 1 s-орбиталь и 3 р-орбитали.
Это вероятно потому что в книге приводилась конфигурация меди(0), а у вас то Cu2+ - два электрончика тю-тю.
Советую вам не заморачиваться по поводу типов гибридизации комплексных соединений, тут на поверхностном уровне не разберешься.
Коллега SkydiVAR, может я конечно, че-то подзабыл, но кажется мне, что нам в школе говорили, что, донорно-акцепторный - относится к механизму образования связи, а не к ее типу. Говорят: связь ковалентная полярная, донорно-акцепторная - значит, связь ковалентная полярная, образованная по донорно-акцепторному механизму. Ну, как-то так.
Кстати, так как до ковалентных связей они не дотягивают и не совсем они ионные, может лучше называть связи центрального атома с лигандами внутренней сферы кординационными... хотя может я и че-то путаю...
Главное, что бы я не запутал nic'а)))
Чтобы поверить в добро нужно начать делать его. (Л.Н. Толстой)

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 9589
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: химические связи

Сообщение SkydiVAR » Вт ноя 22, 2011 11:43 am

nic писал(а):
SkydiVAR писал(а): распишите типы всех связей для дихлорида тетраамминмеди. Тогда я смогу понять, разобрались Вы или нет.
Получилось так: комплексное соединение с лигандами внутренней и внешней сферы. Связь внутри лигандов внутренней сферы ковалентная полярная. Связь лигандов внутренней сферы с комплексообразователем Cu+2 - донорно-акцепторная. Связь лигандов внешней сферы Cl2- с катионом - ионная.
На мой взгляд - правильно. Теперь главное, чтобы на взгляд преподавателя тоже правильно оказалось... ;-)
nic писал(а):А почему же мне книга говорит, что конфигурация меди 4s1 3d10. Отсюда я и отталкивался: 1 s-орбиталь и 3 р-орбитали.
Книга говорит, что на внешнем слое в атоме меди один электрон находится на 4s-орбитали и десять электронов на 3d-орбиталях. НО! у атома есть еще 4р-орбитали, три штуки, вакантные. Поэтому в образовании гибридных орбиталей может участвовать любое мыслимое сочетание этих девяти орбиталей - и sd4, и p3d2, вплоть до sp3d5! И, как справедливо заметил коллега Alximikus, "тут на поверхностном уровне не разберешься".
Alximikus писал(а):Коллега SkydiVAR, может я конечно, че-то подзабыл, но кажется мне, что нам в школе говорили, что, донорно-акцепторный - относится к механизму образования связи, а не к ее типу. Говорят: связь ковалентная полярная, донорно-акцепторная - значит, связь ковалентная полярная, образованная по донорно-акцепторному механизму. Ну, как-то так.
Может быть. Может, и я чего подзабыл. А может, взгляды на химическую связь и/или методика преподавания химии изменилась. Да и вообще, формально разделить ковалентную, ионную и донорно-акцепторную сложно. А как в эту классификацию уложить водородную (четырехэлектронную трехцентровую) связь?
Именно поэтому, вероятно, простейшая осмысленная классификация - та, что я привел. По электрону от каждого - ковалентная, если оба неметаллы или ионная, если металл с неметаллом. От одного пара электронов, от другого вакантная орбиталь - донорно-акцепторная, а в ее рамки можно и водородную с некоторым приближением втиснуть.
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

nic
Сообщения: 24
Зарегистрирован: Ср ноя 09, 2011 11:20 pm

Re: химические связи

Сообщение nic » Вт ноя 22, 2011 11:38 pm

Спасибо, ребята! Оставлю все как написал. С задачами вроде разобрался, теперь еще в четверг надо экзамен сдать.

Ответить

Вернуться в «химия в школе и вузе, помощь в решении задач»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и 52 гостя