고체 상태의 Co2는 분자로 구성됩니다. 원자 분자 교리
원자 분자 이론은 위대한 러시아 과학자 M.V. Lomonosov에 의해 개발되어 화학에 처음 적용되었습니다. 이 교리의 주요 조항은 "수학 화학의 요소"(1741) 및 기타 여러 작업에 설명되어 있습니다. Lomonosov의 가르침의 본질은 다음 조항으로 축소 될 수 있습니다.
1. 모든 물질은 "소체"(Lomonosov가 분자라고 부름)로 구성됩니다.
2. 분자는 "원소"로 구성됩니다(로모노소프가 원자라고 부름).
3. 입자(분자와 원자)는 연속적으로 움직입니다. 물체의 열 상태는 입자 운동의 결과입니다.
4. 단순 물질의 분자는 동일한 원자로 구성되고 복잡한 물질의 분자는 다른 원자로 구성됩니다.
Lomonosov로부터 67년 후, 영국 과학자 John Dalton은 원자론을 화학에 적용했습니다. 그는 "화학 철학의 새로운 시스템"(1808)이라는 책에서 원자론의 주요 조항을 설명했습니다. 핵심에서 Dalton의 가르침은 Lomonosov의 가르침을 반복합니다. 그러나 Dalton은 Lomonosov의 가르침과 비교할 때 한 단계 후퇴한 단순한 물질에 분자의 존재를 부인했습니다. Dalton에 따르면 단순한 물질은 원자로만 구성되며 복잡한 물질은 "복잡한 원자"(현대적인 의미에서 분자)로 구성됩니다. 화학의 원자-분자 교리는 19세기 중반에야 비로소 확립되었습니다. 1860년 카를스루에에서 열린 국제 화학자 대회에서 분자와 원자의 개념에 대한 정의가 채택되었습니다.
분자는 화학적 특성을 가진 주어진 물질의 가장 작은 입자입니다. 분자의 화학적 성질은 구성과 화학 구조에 의해 결정됩니다.
원자는 단순하고 복잡한 물질 분자의 일부인 화학 원소의 가장 작은 입자입니다. 원소의 화학적 성질은 원자의 구조에 의해 결정됩니다. 이것에서 현대 아이디어에 해당하는 원자의 정의가 따릅니다.
원자는 양전하를 띤 원자핵과 음전하를 띤 전자로 구성된 전기적으로 중성인 입자입니다.
현대 사상에 따르면 기체 및 기체 상태의 물질은 분자로 구성됩니다. 고체 상태에서 분자는 결정 격자가 분자 구조를 갖는 물질로만 구성됩니다. 대부분의 고체 무기 물질에는 분자 구조가 없습니다. 격자는 분자가 아니라 다른 입자(이온, 원자)로 구성됩니다. 그들은 거대체(염화나트륨 결정, 구리 조각 등)의 형태로 존재합니다. 염, 금속 산화물, 다이아몬드, 규소, 금속에는 분자 구조가 없습니다.
화학 원소
원자 및 분자 이론은 화학의 기본 개념과 법칙을 설명하는 것을 가능하게 했습니다. 원자 및 분자 과학의 관점에서 각각의 개별 유형의 원자를 화학 원소라고 합니다. 원자의 가장 중요한 특성은 원자핵의 양전하로, 원소의 서수와 수치적으로 같습니다. 핵의 전하 값은 다양한 유형의 원자에 대한 구별되는 특징으로 작용하여 요소 개념에 대한 보다 완전한 정의를 제공할 수 있습니다.
화학 원소동일한 양의 핵 전하를 가진 특정 유형의 원자.
107개의 요소가 알려져 있습니다. 현재, 일련 번호가 더 높은 화학 원소의 인공 생산에 대한 작업이 계속되고 있습니다.
모든 원소는 일반적으로 금속과 비금속으로 나뉩니다. 그러나 이 구분은 조건부입니다. 요소의 중요한 특성은 지각에 풍부하다는 것입니다. 일반적으로 두께가 16km로 가정되는 지구의 상부 고체 껍질에서. 지각의 원소 분포는 지구의 화학 과학인 지구화학에서 연구합니다. 지구 화학자 A.P. Vinogradov는 지각의 평균 화학 조성 표를 작성했습니다. 이 데이터에 따르면 가장 흔한 원소는 산소(지각 질량의 47.2%)이며 규소(27.6), 알루미늄(8.80), 철(5.10), 칼슘(3.6), 나트륨(2.64), 칼륨(2.6), 마그네슘(2.6) 순이다. 2.10, 수소 - 0.15%.
공유 화학 결합, 그 종류 및 형성 메커니즘. 공유 결합의 특성(극성과 결합 에너지). 이온 결합. 금속 연결. 수소 결합
화학 결합의 교리는 모든 이론 화학의 기초입니다.
화학 결합은 분자, 이온, 라디칼, 결정으로 결합하는 원자의 상호 작용입니다.
화학 결합에는 이온, 공유, 금속 및 수소의 네 가지 유형이 있습니다.
화학 결합을 유형으로 나누는 것은 조건부입니다. 모든 유형이 특정 단일성을 특징으로하기 때문입니다.
이온 결합은 공유 극성 결합의 제한적인 경우로 간주될 수 있습니다.
금속 결합은 공유 전자의 도움으로 원자의 공유 상호 작용과 이러한 전자와 금속 이온 사이의 정전기적 인력을 결합합니다.
물질에는 종종 화학 결합(또는 순수한 화학 결합)의 제한적인 경우가 없습니다.
예를 들어, 불화리튬 $LiF$는 이온성 화합물로 분류됩니다. 사실, 결합은 $80%$ 이온이고 $20%$ 공유결합입니다. 따라서 화학 결합의 극성(이온성) 정도를 말하는 것이 더 정확합니다.
일련의 할로겐화수소 $HF-HCl-HBr-HI-HAt$에서는 할로겐과 수소 원자의 전기음성도 값의 차이가 감소하기 때문에 결합의 극성도가 감소하고 아스타틴에서는 결합이 거의 비극성 $(EO(H) = 2.1, EO(At) = 2.2)$.
동일한 물질에 다양한 유형의 결합이 포함될 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
- 염기에서: 하이드록소 그룹의 산소와 수소 원자 사이의 결합은 극성 공유이고 금속과 하이드록소 그룹 사이의 결합은 이온성입니다.
- 산소 함유 산의 염: 비금속 원자와 산 잔기의 산소 사이 - 공유 극성, 금속과 산 잔기 사이 - 이온성;
- 암모늄, 메틸암모늄 등의 염에서: 질소와 수소 원자 사이 - 공유 극성, 암모늄 또는 메틸암모늄 이온과 산 잔기 사이 - 이온성;
- 금속 과산화물(예: $Na_2O_2$)에서 산소 원자 사이의 결합은 공유 비극성이며 금속과 산소 사이의 결합은 이온성 등입니다.
다른 유형의 연결이 서로 전달할 수 있습니다.
- 공유 화합물의 물에서 전해 해리하는 동안 공유 극성 결합은 이온 결합으로 이동합니다.
- 금속이 증발하는 동안 금속 결합은 공유 비극성 등으로 변합니다.
모든 유형과 유형의 화학 결합이 단일화되는 이유는 동일한 화학적 성질인 전자-핵 상호 작용 때문입니다. 어떤 경우에도 화학 결합의 형성은 에너지 방출과 함께 원자의 전자-핵 상호 작용의 결과입니다.
공유 결합의 형성 방법. 공유 결합의 특성: 결합 길이와 에너지
공유 화학 결합은 공통 전자 쌍의 형성으로 인해 원자 사이에 발생하는 결합입니다.
이러한 결합의 형성 메커니즘은 교환 및 기증자 - 수용체 일 수 있습니다.
나. 교환 메커니즘원자가 짝을 이루지 않은 전자를 결합하여 공통 전자쌍을 형성할 때 작용합니다.
1) $H_2$ - 수소:
결합은 $s$-수소 원자의 전자에 의한 공통 전자쌍의 형성으로 인해 발생합니다($s$-궤도 중첩).
2) $HCl$ - 염화수소:
결합은 $s-$ 및 $p-$전자의 공통 전자 쌍($s-p-$궤도 중첩)의 형성으로 인해 발생합니다.
3) $Cl_2$: 염소 분자에서 짝을 이루지 않은 $p-$전자($p-p-$궤도 중첩)로 인해 공유 결합이 형성됩니다.
4) $N_2$: 질소 분자의 원자 사이에 세 개의 공통 전자쌍이 형성됩니다.
Ⅱ. 기증자-수용자 메커니즘암모늄 이온 $NH_4^+$의 예를 사용하여 공유 결합의 형성을 고려합시다.
도너에는 전자쌍이 있고 억셉터에는 이 전자쌍이 차지할 수 있는 빈 궤도가 있습니다. 암모늄 이온에서 수소 원자와의 4개 결합은 모두 공유 결합입니다.
공유 결합은 전자 궤도가 겹치는 방식과 결합된 원자 중 하나로 변위되는 방식으로 분류할 수 있습니다.
결합선을 따라 전자 궤도의 겹침의 결과로 형성된 화학 결합을 $σ$라고 합니다. -본드(시그마 본드). 시그마 본드가 매우 강합니다.
$p-$궤도는 두 영역에서 겹칠 수 있으며 측면 겹침을 통해 공유 결합을 형성합니다.
통신 라인 외부의 전자 궤도의 "측면" 중첩 결과로 형성된 화학 결합, 즉 두 지역에서 $π$라고 합니다. -결합(파이 결합).
에 의해 편향의 정도그들이 결합하는 원자 중 하나에 대한 공통 전자 쌍, 공유 결합은 다음과 같을 수 있습니다. 극선그리고 비극성.
전기 음성도가 같은 원자 사이에 형성되는 공유 화학 결합을 비극성.전자쌍은 원자로 이동하지 않습니다. 원자는 동일한 ER을 가지고 있습니다 - 원자가 전자를 다른 원자로부터 자신쪽으로 당기는 특성. 예를 들어:
저것들. 공유 비극성 결합을 통해 단순한 비금속 물질의 분자가 형성됩니다. 전기 음성도가 다른 원소의 원자 사이의 공유 화학 결합을 극선.
공유 결합의 길이와 에너지.
특성 공유 결합 속성길이와 에너지입니다. 링크 길이원자핵 사이의 거리이다. 화학 결합은 길이가 짧을수록 강합니다. 그러나 결합 강도의 척도는 결합 에너지, 결합을 끊는 데 필요한 에너지의 양에 의해 결정됩니다. 일반적으로 kJ/mol로 측정됩니다. 따라서 실험 데이터에 따르면 $H_2, Cl_2$ 및 $N_2$ 분자의 결합 길이는 각각 $0.074, 0.198$ 및 $0.109$ nm이고 결합 에너지는 $436, 242$ 및 $946$ kJ/입니다. 몰, 각각.
이온. 이온 결합
I족의 금속 원자와 VII족의 비금속 원자라는 두 개의 원자가 "만난다"고 상상해 보십시오. 금속 원자는 외부 에너지 준위에서 단일 전자를 가지고 있는 반면, 비금속 원자는 외부 준위를 완성하기 위해 단 하나의 전자가 부족합니다.
첫 번째 원자는 두 번째 원자에 쉽게 전자를 제공할 것인데, 이는 핵에서 멀리 떨어져 있고 약하게 결합되어 있고, 두 번째 원자는 외부 전자 수준에서 자유 위치를 제공합니다.
그런 다음 음전하 중 하나를 빼앗긴 원자는 양전하를 띤 입자가되고 두 번째 원자는받은 전자로 인해 음전하를 띤 입자로 바뀝니다. 이러한 입자를 이온.
이온 사이에서 일어나는 화학 결합을 이온이라고 합니다.
잘 알려진 염화나트륨 화합물(식염)을 예로 사용하여 이 결합의 형성을 고려하십시오.
원자가 이온으로 변환되는 과정은 다이어그램에 나와 있습니다.
이러한 원자의 이온으로의 변환은 항상 전형적인 금속과 전형적인 비금속의 원자의 상호 작용 중에 발생합니다.
예를 들어 칼슘과 염소 원자 사이의 이온 결합 형성을 기록할 때 추론 알고리즘(순서)을 고려하십시오.
원자 또는 분자의 수를 나타내는 숫자를 계수, 분자를 구성하는 원자 또는 이온의 수를 나타내는 숫자를 인덱스.
금속 연결
금속 원소의 원자가 서로 어떻게 상호 작용하는지 알아 봅시다. 금속은 일반적으로 고립된 원자의 형태로 존재하지 않고 조각, 잉곳 또는 금속 제품의 형태로 존재합니다. 금속 원자를 묶는 것은 무엇입니까?
외부 수준에 있는 대부분의 금속 원자에는 $1, 2, 3$과 같은 소수의 전자가 포함되어 있습니다. 이 전자는 쉽게 분리되고 원자는 양이온으로 변환됩니다. 분리된 전자는 한 이온에서 다른 이온으로 이동하여 하나의 전체로 결합합니다. 이온과 연결하여 이 전자는 일시적으로 원자를 형성한 다음 다시 분리되어 다른 이온과 결합하는 식입니다. 결과적으로 금속의 부피에서 원자는 연속적으로 이온으로 변환되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
사회화된 전자에 의한 이온 간의 금속 결합을 금속성이라고 합니다.
그림은 나트륨 금속 조각의 구조를 개략적으로 보여줍니다.
이 경우 소수의 사회화된 전자가 많은 수의 이온과 원자를 결합합니다.
금속 결합은 외부 전자의 공유를 기반으로 하기 때문에 공유 결합과 어느 정도 유사합니다. 그러나 공유 결합에서는 두 개의 인접한 원자의 외부 짝을 이루지 않은 전자가 사회화되는 반면 금속 결합에서는 모든 원자가 이러한 전자의 사회화에 참여합니다. 이것이 공유 결합을 가진 결정이 부서지기 쉬운 반면 금속 결합을 가진 결정은 일반적으로 플라스틱이고 전기 전도성이며 금속 광택을 갖는 이유입니다.
금속 결합은 순수한 금속과 다양한 금속의 혼합물(고체 및 액체 상태의 합금)의 특징입니다.
수소 결합
한 분자(또는 그 일부)의 양으로 극성화된 수소 원자와 고독한 전자쌍($F, O, N$ 및 덜 자주 $S$ 및 $Cl$)을 갖는 전기음성도가 강한 원소의 음극화된 원자 사이의 화학 결합, 분자(또는 그 부분)를 수소라고 합니다.
수소 결합 형성 메커니즘은 부분적으로는 정전기적이며 부분적으로는 공여체-수용체입니다.
분자간 수소 결합의 예:
이러한 결합이 있는 경우 저분자량 물질도 정상적인 조건에서는 액체(알코올, 물) 또는 쉽게 액화되는 기체(암모니아, 불화수소)가 될 수 있습니다.
수소 결합을 가진 물질은 분자 결정 격자를 가지고 있습니다.
분자 및 비 분자 구조의 물질. 결정 격자의 유형. 성분 및 구조에 대한 물질 특성의 의존성
물질의 분자 및 비분자 구조
화학적 상호작용에 들어가는 것은 개별 원자나 분자가 아니라 물질입니다. 주어진 조건에서 물질은 고체, 액체 또는 기체의 세 가지 응집 상태 중 하나에 있을 수 있습니다. 물질의 특성은 또한 그것을 형성하는 입자(분자, 원자 또는 이온) 사이의 화학 결합의 특성에 따라 달라집니다. 결합의 유형에 따라 분자 및 비 분자 구조의 물질이 구별됩니다.
분자로 이루어진 물질을 라고 한다. 분자 물질. 이러한 물질의 분자 사이의 결합은 분자 내부의 원자 사이보다 훨씬 약하고 이미 상대적으로 낮은 온도에서 끊어집니다. 물질은 액체로 변한 다음 기체로 변합니다(요오드 승화). 분자로 구성된 물질의 녹는점과 끓는점은 분자량이 증가함에 따라 증가합니다.
분자 물질에는 원자 구조를 갖는 물질($C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W$)이 있으며, 그 중에는 금속과 비금속이 있습니다.
알칼리 금속의 물리적 특성을 고려하십시오. 원자 간의 결합 강도가 상대적으로 낮으면 기계적 강도가 낮아집니다. 알칼리 금속은 부드럽고 칼로 쉽게자를 수 있습니다.
원자의 크기가 크면 알칼리 금속의 밀도가 낮아집니다. 리튬, 나트륨 및 칼륨은 물보다 훨씬 가볍습니다. 알칼리 금속 그룹에서 끓는점과 녹는점은 원소의 서수가 증가함에 따라 감소하기 때문입니다. 원자의 크기가 커지고 결합이 약해집니다.
물질에 비분자구조에는 이온성 화합물이 포함됩니다. 대부분의 비금속 금속 화합물은 모든 염($NaCl, K_2SO_4$), 일부 수소화물($LiH$) 및 산화물($CaO, MgO, FeO$), 염기($NaOH, KOH$)와 같은 구조를 갖습니다. 이온성(비분자) 물질은 녹는점과 끓는점이 높습니다.
결정 격자
알려진 바와 같이 물질은 기체, 액체 및 고체의 세 가지 응집 상태로 존재할 수 있습니다.
고체: 무정형 및 결정질.
화학 결합의 특성이 고체의 특성에 어떤 영향을 미치는지 고려하십시오. 고체로 나뉩니다 수정 같은그리고 무정형.
무정형 물질은 녹는점이 명확하지 않습니다. 가열하면 점차 부드러워지고 유체가됩니다. 예를 들어, 무정형 상태에는 플라스틱 및 다양한 수지가 있습니다.
결정질 물질은 공간의 엄격하게 정의된 지점에서 원자, 분자 및 이온과 같이 구성되는 입자의 올바른 배열이 특징입니다. 이 점들이 직선으로 연결되면 결정 격자라고 하는 공간 프레임이 형성됩니다. 결정 입자가 위치한 지점을 격자 노드라고 합니다.
결정 격자의 노드에 위치한 입자의 유형과 이들 사이의 연결 특성에 따라 4가지 유형의 결정 격자가 구별됩니다. 이온, 원자, 분자그리고 금속.
이온 결정 격자.
이온이온이있는 노드에서 결정 격자라고합니다. 그들은 이온 결합을 가진 물질에 의해 형성되며, 이는 단순 이온 $Na^(+), Cl^(-)$ 및 복합 $SO_4^(2-), OH^-$를 모두 결합할 수 있습니다. 결과적으로, 금속의 염, 일부 산화물 및 수산화물은 이온성 결정 격자를 갖는다. 예를 들어, 염화나트륨 결정은 $Na^+$ 양이온과 $Cl^-$ 음이온이 교대로 구성되어 큐브 모양의 격자를 형성합니다. 이러한 결정에서 이온 간의 결합은 매우 안정적입니다. 따라서 이온 격자가있는 물질은 상대적으로 높은 경도와 강도를 특징으로하며 내화성 및 비 휘발성입니다.
원자 결정 격자.
핵무기개별 원자가 있는 노드에 수정 격자라고 합니다. 이러한 격자에서 원자는 매우 강한 공유 결합으로 상호 연결됩니다. 이러한 유형의 결정 격자를 갖는 물질의 예로는 탄소의 동소 변형 중 하나인 다이아몬드가 있습니다.
원자 결정 격자를 가진 대부분의 물질은 융점이 매우 높으며(예: 다이아몬드의 경우 $3500°C$ 이상) 강하고 단단하며 거의 녹지 않습니다.
분자 결정 격자.
분자분자가 위치한 노드에서 결정 격자라고합니다. 이러한 분자의 화학 결합은 극성($HCl, H_2O$) 또는 비극성($N_2, O_2$)일 수 있습니다. 분자 내의 원자가 매우 강한 공유 결합으로 묶여 있다는 사실에도 불구하고, 분자 자체 사이에는 약한 분자간 인력의 힘이 있습니다. 따라서 분자 결정 격자를 가진 물질은 경도가 낮고 융점이 낮고 휘발성이 있습니다. 대부분의 고체 유기 화합물은 분자 결정 격자(나프탈렌, 포도당, 설탕)를 가지고 있습니다.
금속 결정 격자.
금속 결합을 가진 물질은 금속 결정 격자를 가지고 있습니다. 그러한 격자의 노드에는 원자와 이온(금속 원자가 쉽게 변하여 외부 전자가 "공용"으로 사용되는 원자 또는 이온)이 있습니다. 이러한 금속의 내부 구조는 가단성, 가소성, 전기 및 열 전도성 및 특징적인 금속 광택과 같은 특징적인 물리적 특성을 결정합니다.
물질의 분자 및 비분자 구조. 물질의 구조
화학적 상호작용에 들어가는 것은 개별 원자나 분자가 아니라 물질입니다. 물질은 결합 유형에 따라 구별됩니다. 분자그리고 비분자 구조. 분자로 이루어진 물질을 라고 한다. 분자 물질. 이러한 물질의 분자 사이의 결합은 분자 내부의 원자 사이보다 훨씬 약하고 이미 상대적으로 낮은 온도에서 끊어집니다. 물질은 액체로 변한 다음 기체로 변합니다(요오드 승화). 분자로 구성된 물질의 녹는점과 끓는점은 분자량이 증가함에 따라 증가합니다. 에게 분자 물질원자 구조를 가진 물질(C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W)을 포함하며, 그 중에는 금속과 비금속이 있습니다. 물질에 비분자 구조이온 화합물을 포함합니다. 대부분의 비금속 금속 화합물은 모든 염(NaCl, K 2 SO 4), 일부 수소화물(LiH) 및 산화물(CaO, MgO, FeO), 염기(NaOH, KOH)와 같은 구조를 갖습니다. 이온성(비분자) 물질녹는점과 끓는점이 높다.
고체: 무정형 및 결정질
고체로 나뉩니다 결정질 및 무정형.
무정형 물질녹는점이 명확하지 않습니다. 가열하면 점차 부드러워지고 유체가됩니다. 예를 들어, 무정형 상태에는 플라스틱 및 다양한 수지가 있습니다.
결정질 물질공간의 엄격하게 정의된 지점에서 원자, 분자 및 이온과 같이 구성되는 입자의 올바른 배열이 특징입니다. 이 점들이 직선으로 연결되면 결정 격자라고 하는 공간 프레임이 형성됩니다. 결정 입자가 위치한 지점을 격자 노드라고 합니다. 결정 격자의 노드에 위치한 입자의 유형과 이들 사이의 연결 특성에 따라 이온, 원자, 분자 및 금속의 네 가지 유형의 결정 격자가 구별됩니다.
결정 격자를 이온이라고합니다., 이온이 있는 사이트에서. 그들은 단순 이온 Na +, Cl - 및 복합 SO 4 2-, OH -와 결합될 수 있는 이온 결합이 있는 물질에 의해 형성됩니다. 결과적으로, 금속의 염, 일부 산화물 및 수산화물은 이온성 결정 격자를 갖는다. 예를 들어, 염화나트륨 결정은 양의 Na +와 음의 Cl - 이온이 교대로 형성되어 입방체 모양의 격자를 형성합니다. 이러한 결정에서 이온 간의 결합은 매우 안정적입니다. 따라서 이온 격자가있는 물질은 상대적으로 높은 경도와 강도를 특징으로하며 내화성 및 비 휘발성입니다.
결정 격자 - a) 및 비정질 격자 - b).
결정 격자 - a) 및 비정질 격자 - b). 원자 결정 격자
핵무기개별 원자가 있는 노드에 수정 격자라고 합니다. 이러한 격자에서 원자는 서로 연결되어 있습니다. 매우 강한 공유 결합. 이러한 유형의 결정 격자를 갖는 물질의 예로는 탄소의 동소 변형 중 하나인 다이아몬드가 있습니다. 원자 결정 격자가 있는 대부분의 물질은 융점이 매우 높으며(예: 다이아몬드의 경우 3500°C 이상) 강하고 단단하며 거의 녹지 않습니다.
분자 결정 격자
분자분자가 위치한 노드에서 결정 격자라고합니다. 이러한 분자의 화학 결합은 극성(HCl, H 2 O) 및 비극성(N 2 , O 2)일 수 있습니다. 분자 내의 원자가 매우 강한 공유 결합으로 묶여 있다는 사실에도 불구하고, 분자간 인력의 약한 힘이 분자 사이에 작용. 따라서 분자 결정 격자를 가진 물질은 경도가 낮고 융점이 낮고 휘발성이 있습니다. 대부분의 고체 유기 화합물은 분자 결정 격자(나프탈렌, 포도당, 설탕)를 가지고 있습니다.
분자 결정 격자(이산화탄소) 금속 결정 격자
물질 금속 결합금속 결정 격자를 갖는다. 그러한 격자의 노드에는 원자와 이온(금속 원자가 쉽게 변하여 외부 전자를 "일반적인 용도로" 제공하는 원자 또는 이온). 이러한 금속의 내부 구조는 가단성, 가소성, 전기 및 열 전도성 및 특징적인 금속 광택과 같은 특징적인 물리적 특성을 결정합니다.
컨닝 페이퍼
양전하와 음전하를 띤 부분의 무게 중심이 일치하지 않는 분자를 쌍극자라고 합니다. "쌍극자"의 개념을 정의합시다.
쌍극자는 서로 일정 거리에 위치한 반대 크기의 동일한 두 전하의 집합입니다.
수소 분자 H 2 는 쌍극자가 아닙니다(그림 50 ㅏ), 염화수소 분자는 쌍극자입니다(그림 50 비). 물 분자는 또한 쌍극자입니다. H 2 O의 전자쌍은 수소 원자에서 산소 원자로 더 많이 이동합니다.
음전하의 무게중심은 산소원자 부근에 있고, 양전하의 무게중심은 수소원자 부근에 있다.
결정질 물질에서 원자, 이온 또는 분자는 엄격한 순서를 따릅니다.
그러한 입자가 위치한 곳을 결정 격자의 노드.결정 격자의 노드에서 원자, 이온 또는 분자의 위치는 그림 1에 나와 있습니다. 51.
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쌀. 51. 결정 격자 모델(벌크 결정의 한 평면이 표시됨): ㅏ) 공유 또는 원자(다이아몬드 C, 실리콘 Si, 석영 SiO2); 비) 이온성(NaCl); ~에) 분자(얼음, I 2); G) 금속성(Li, Fe). 금속 격자 모델에서 점은 전자를 나타냅니다.
입자 사이의 화학 결합 유형에 따라 결정 격자는 공유(원자), 이온 및 금속으로 나뉩니다. 또 다른 유형의 결정 격자 - 분자가 있습니다. 이러한 격자에서 개별 분자는 분자간 인력.
이온 결정(그림 51 비) 결정 격자의 위치에 양전하 및 음전하를 띤 이온을 포함합니다. 결정 격자는 반대 전하를 띤 이온의 정전기적 인력과 같은 전하를 띤 이온의 반발력이 균형을 이루는 방식으로 만들어집니다. 이러한 결정 격자는 LiF, NaCl 및 기타 여러 화합물의 특징입니다.
분자 결정(그림 51 ~에) 이온 결정 격자의 이온과 같은 정전기적 인력에 의해 서로에 대해 유지되는 쌍극자 분자를 결정 위치에 포함합니다. 예를 들어, 얼음은 물 쌍극자에 의해 형성된 분자 결정 격자입니다. 무화과에. 51 ~에그림에 과부하가 걸리지 않도록 기호는 요금에 대해 제공되지 않습니다.
금속 결정(그림 51 G) 격자 사이트에 양전하 이온을 포함합니다. 외부 전자의 일부는 이온 사이에서 자유롭게 움직입니다. " 전자 가스"결정 격자의 노드에 양전하를 띤 이온을 보유합니다. 충돌 시 금속은 얼음, 석영 또는 소금 결정처럼 찌르지 않고 모양만 바뀝니다. 전자는 이동성으로 인해 순간 이동할 시간이 있습니다. 금속과 플라스틱 단조품이 부러지지 않고 휘어지는 이유입니다.
쌀. 52. 산화규소의 구조: ㅏ) 결정질; 비) 무정형. 검은 점은 규소 원자를 나타내고 열린 원은 산소 원자를 나타냅니다. 결정면이 그려져 있으므로 규소 원자의 네 번째 결합은 표시되지 않습니다. 점선은 무정형 물질의 무질서에서 단거리 순서를 나타냅니다.
비정질 물질에서는 결정질 상태의 특징인 구조의 3차원 주기성이 위반됩니다(그림 52b).
액체 및 기체원자의 무작위적인 움직임으로 인해 결정체 및 무정형체와 다릅니다.
분자. 액체에서 인력은 고체의 거리에 비례하여 가까운 거리에서 서로에 대해 미세 입자를 유지할 수 있습니다. 가스에서는 원자와 분자의 상호 작용이 거의 없으므로 액체와 달리 가스는 제공된 전체 부피를 차지합니다. 100 ℃에서 액체 물 1몰은 18.7 cm 3 의 부피를 차지하고, 같은 온도에서 포화 수증기 1몰은 30,000 cm 3 를 차지합니다. 
쌀. 53. 액체와 기체 분자의 다양한 상호작용: ㅏ) 쌍극자-쌍극자; 비) 쌍극자-비 쌍극자; 에)비 쌍극자 - 비 쌍극자
고체와 달리 액체와 기체의 분자는 자유롭게 움직입니다. 운동의 결과로 그들은 특정한 방향으로 향합니다. 예를 들어, 그림. 53 에이, ㄴ. 쌍극자 분자가 상호 작용하는 방식과 비극성 분자가 액체 및 기체에서 쌍극자 분자와 상호 작용하는 방식을 보여줍니다.
쌍극자가 쌍극자에 접근하면 분자는 인력과 반발의 결과로 회전합니다. 한 분자의 양으로 하전된 부분은 다른 분자의 음으로 하전된 부분 근처에 있습니다. 이것은 쌍극자가 액체 물에서 상호 작용하는 방식입니다.
두 개의 비극성 분자(무쌍극자)가 상당히 가까운 거리에서 서로 접근할 때, 그들은 또한 서로 영향을 미칩니다(그림 53 ~에). 분자는 핵을 덮고 있는 음전하를 띤 전자 껍질에 의해 결합됩니다. 전자 껍질은 어느 한 분자에 일시적으로 양의 중심과 음의 중심이 나타나는 방식으로 변형되며 서로 끌어당깁니다. 일시적인 쌍극자가 다시 비극성 분자가 되기 때문에 분자가 분산되는 것으로 충분합니다.
예는 기체 수소 분자 간의 상호 작용입니다. (그림 53 ~에).
3.2. 무기 물질의 분류. 단순 및 복합 물질
19세기 초 스웨덴의 화학자 Berzelius는 생물체에서 얻은 물질을 본질적인.무생물의 특성을 나타내는 물질이 명명되었습니다. 무기물또는 광물(미네랄에서 추출).
모든 고체, 액체 및 기체 물질은 단순 물질과 복합 물질로 나눌 수 있습니다.
물질은 하나의 화학 원소의 원자로 구성된 단순이라고합니다.
예를 들어, 상온과 대기압에서 수소, 브롬 및 철은 각각 기체, 액체 및 고체 상태인 단순 물질입니다(그림 54 a BC).
기체 수소 H 2 (g) 및 액체 브롬 Br 2 (l)는 이원자 분자로 구성됩니다. 고체 철 Fe(t)는 금속 결정 격자를 가진 결정 형태로 존재합니다.
단순 물질은 비금속과 금속의 두 그룹으로 나뉩니다.
ㅏ) 비) ~에)
쌀. 54. 단순 물질: ㅏ) 기체 수소. 그것은 공기보다 가볍기 때문에 시험관은 마개를 하고 거꾸로 뒤집습니다. 비) 액체 브롬(보통 밀봉된 앰플에 보관됨); ~에) 철분
비금속은 고체 상태에서 공유(원자) 또는 분자 결정 격자를 갖는 단순한 물질입니다.
실온에서 공유(원자) 결정 격자는 붕소 B(t), 탄소 C(t), 규소 Si(t)와 같은 비금속의 특징입니다. 분자 결정 격자에는 백린 P(t), 황 S(t), 요오드 I 2(t)가 있습니다. 일부 비금속은 매우 낮은 온도에서만 액체 또는 고체 상태의 응집체로 이동합니다. 정상적인 조건에서는 기체입니다. 이러한 물질에는 예를 들어 수소 H2(g), 질소 N2(g), 산소 O2(g), 불소 F2(g), 염소 Cl2(g), 헬륨 He(g), 네온 Ne (d), 아르곤 Ar(d). 실온에서 분자 브롬 Br 2 (l)는 액체 형태로 존재합니다.
금속은 고체 상태의 금속 결정 격자를 가진 단순한 물질입니다.
이들은 금속 광택이 있고 열과 전기를 전도할 수 있는 가단성, 연성 물질입니다.
주기율표를 구성하는 원소의 약 80%는 단순 물질인 금속을 형성합니다. 실온에서 금속은 고체입니다. 예를 들어, Li(t), Fe(t). 수은만 Hg(l)는 -38.89 0 С에서 응고되는 액체입니다.
화합물은 다른 화학 원소의 원자로 구성된 물질입니다.
복잡한 물질의 원소 원자는 일정하고 잘 정의된 관계로 연결됩니다.
예를 들어, 물 H 2 O는 복합 물질입니다. 그 분자는 두 가지 요소의 원자를 포함합니다. 물은 지구상의 어느 곳에서나 항상 11.1%의 수소와 88.9%의 산소를 함유하고 있습니다.
온도와 압력에 따라 물은 고체, 액체 또는 기체 상태가 될 수 있으며, 이는 H 2 O(g), H 2 O(g), H 2 O( 티).
실제로 우리는 원칙적으로 순수한 물질이 아니라 혼합물을 다룹니다.
혼합물은 조성과 구조가 다른 화합물의 집합체입니다.
단순하고 복잡한 물질과 그 혼합물을 다이어그램 형태로 표현해 봅시다.
단순한
비금속
에멀젼
기초
무기 화학의 복합 물질은 산화물, 염기, 산 및 염으로 나뉩니다.
산화물
금속 산화물과 비금속 산화물이 있습니다. 금속 산화물은 이온 결합을 가진 화합물입니다. 고체 상태에서는 이온 결정 격자를 형성합니다.
비금속 산화물- 공유 화학 결합을 가진 화합물.
산화물은 두 가지 화학 원소의 원자로 구성된 복잡한 물질이며 그 중 하나는 산소이고 산화 상태는 -2입니다.
다음은 비금속 및 금속의 일부 산화물의 분자 및 구조식입니다.
분자식 구조식
CO 2 - 일산화탄소 (IV) O \u003d C \u003d O
SO 2 - 황산화물(IV)
SO 3 - 황산화물(VI)
SiO 2 - 산화규소(IV)
Na 2 O - 산화 나트륨
CaO - 산화칼슘
K 2 O - 산화 칼륨, Na 2 O - 산화 나트륨, Al 2 O 3 - 산화 알루미늄. 칼륨, 나트륨, 알루미늄은 각각 하나의 산화물을 형성합니다.
원소가 여러 산화 상태를 가지고 있다면, 그 산화물도 여러 개 있습니다. 이 경우 산화물 이름 뒤에 원소의 산화 정도를 괄호 안에 로마숫자로 표기한다. 예를 들어, FeO는 산화철(II)이고, Fe 2 O 3는 산화철(III)입니다.
국제 명명 규칙에 따라 형성된 이름 외에도 산화물의 전통적인 러시아 이름이 사용됩니다. 예: CO 2 일산화탄소(IV) - 이산화탄소, CO 일산화탄소(II) – 일산화탄소, CaO 산화칼슘 - 생석회, SiO2산화규소– 석영, 실리카, 모래.
화학적 특성이 다른 세 가지 산화물 그룹이 있습니다. - 염기성, 산성그리고 양쪽성(다른 그리스어 , - 둘 다, 이중).
염기성 산화물주기율표의 그룹 I 및 II의 주요 하위 그룹의 요소 (원소의 산화 상태는 +1 및 +2임)와 산화 상태가 +1 또는 +인 2차 하위 그룹의 요소에 의해 형성됩니다. 2. 이 원소들은 모두 금속이므로 염기성 산화물은 금속 산화물, 예를 들어:
Li 2 O - 산화리튬
MgO - 산화마그네슘
CuO - 산화구리(II)
염기성 산화물은 염기에 해당합니다.
산성 산화물
산화 상태가 +4보다 큰 비금속 및 금속으로 형성됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
CO 2 - 일산화탄소(IV)
SO 2 - 황산화물(IV)
SO 3 - 황산화물(VI)
P 2 O 5 - 산화인(V)
산성 산화물은 산에 해당합니다.
양쪽성 산화물
금속에 의해 형성되며 산화 상태는 +2, +3, 때로는 +4입니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
ZnO - 산화아연
Al 2 O 3 - 산화알루미늄
양쪽성 산화물은 양쪽성 수산화물에 해당합니다.
또한 소위 말하는 소규모 그룹이 있습니다. 무관심한 산화물:
N 2 O - 산화질소(I)
NO - 산화질소(II)
CO - 일산화탄소(II)
우리 행성에서 가장 중요한 산화물 중 하나는 물 H 2 O로 알려진 산화수소입니다.
기초
"산화물" 섹션에서 염기는 염기성 산화물에 해당한다고 언급했습니다.
산화 나트륨 Na 2 O - 수산화 나트륨 NaOH.
산화칼슘 CaO - 수산화칼슘 Ca(OH) 2.
산화구리 CuO - 수산화구리 Cu(OH) 2
염기는 금속 원자와 하나 이상의 하이드록소 그룹 -OH로 구성된 복잡한 물질입니다.
염기는 이온 결정 격자가 있는 고체입니다.
물에 용해되면 가용성 염기의 결정( 알칼리)극성 물 분자의 작용에 의해 파괴되고 이온이 형성됩니다.
NaOH(t) Na + (용액) + OH - (용액)
유사한 이온 기록: Na +(용액) 또는 OH -(용액)는 이온이 용액에 있음을 의미합니다.
재단 이름에는 단어가 포함됩니다. 수산화물그리고 유전적 경우에 금속의 러시아 이름. 예를 들어, NaOH는 수산화나트륨이고 Ca(OH) 2 는 수산화칼슘입니다.
금속이 여러 염기를 형성하는 경우 금속의 산화 상태는 괄호 안에 로마 숫자로 이름에 표시됩니다. 예: Fe(OH) 2 - 철(II) 수산화물, Fe(OH) 3 - 철(III) 수산화물.
또한 일부 근거에 대한 전통적인 이름이 있습니다.
NaOH- 가성 소다, 가성 탄산 음료
코 - 가성 칼륨
Ca(OH) 2 - 소석회, 석회수
아르 자형
수용성 염기라고 합니다. 알칼리
구별하다 물에 용해성 및 불용성 염기.
이들은 Be 및 Mg의 수산화물을 제외하고 그룹 I 및 II의 주요 하위 그룹의 금속 수산화물입니다.
양쪽성 수산화물에는,
HCl(g) H + (용액) + Cl - (용액)
산은 금속 원자로 대체되거나 교환될 수 있는 수소 원자와 산 잔기를 포함하는 복합 물질이라고 합니다.
분자 내 산소 원자의 유무에 따라 무산소 그리고 산소 함유산.
무산소 산의 이름을 지정하기 위해 비금속의 러시아 이름에 문자가 추가됩니다. 에 대한-그리고 수소라는 단어 :
HF - 불산
HCl - 염산
HBr - 브롬화수소산
HI - 요오드화수소산
H 2 S - 황화수소산
일부 산의 전통적인 이름:
HCl- 염산; HF- 불산
산소 함유 산의 이름을 지정하기 위해 비금속의 러시아 이름의 루트에 결말이 추가됩니다. 아니,
-오바야비금속이 가장 높은 산화 상태에 있는 경우. 가장 높은 산화 상태는 비금속 원소가 위치한 그룹의 수와 일치합니다.
H 2 SO 4 - ser 나야산
HNO 3 - 질소 나야산
HClO 4 - 염소 나야산
HMnO 4 - 망간 새로운산
원소가 두 가지 산화 상태에서 산을 형성하는 경우, 원소의 더 낮은 산화 상태에 해당하는 산의 이름은 끝으로 사용됩니다. 진실:
H 2 SO 3 - 샤무아 진실산
HNO 2 - 질소 진실산
분자 내 수소 원자의 수에 따라, 일염기(HCl, HNO3), 기본(H2SO4), 부족의산(H 3 PO 4).
많은 산소 함유 산은 해당 산성 산화물과 물의 상호 작용에 의해 형성됩니다. 주어진 산에 해당하는 산화물을 그것의 무수물:
이산화황 SO 2 - 아황산 H 2 SO 3
무수 황산 SO 3 - 황산 H 2 SO 4
아질산 무수물 N 2 O 3 - 아질산 HNO 2
질산 무수물 N 2 O 5 - 질산 HNO 3
인산 무수물 P 2 O 5 - 인산 H 3 PO 4
산화물에 있는 원소의 산화 상태와 해당 산은 동일합니다.
동일한 산화 상태의 원소가 여러 산소 함유 산을 형성하는 경우 접두사 ""가 산소 원자 함량이 낮은 산 이름에 추가됩니다. 메타", 높은 산소 함량 - 접두사 " 직교". 예를 들어:
HPO 3 - 메타인산
H 3 PO 4 - orthophosphoric acid, 종종 단순히 인산이라고도 함
H 2 SiO 3 - 메타규산, 일반적으로 규산이라고 함
H 4 SiO 4 - 오르토 규산.
규산은 SiO2와 물의 상호 작용에 의해 형성되지 않으며 다른 방식으로 얻어진다.
와 함께
염은 금속 원자와 산성 잔류물로 구성된 복잡한 물질입니다.
올리
NaNO 3 - 질산나트륨
CuSO 4 - 황산구리(II)
CaCO 3 - 탄산칼슘
물에 용해되면 염 결정이 파괴되고 이온이 형성됩니다.
NaNO 3 (t) Na + (용액) + NO 3 - (용액).
염은 산 분자의 수소 원자가 금속 원자로 완전히 또는 부분적으로 대체된 산물, 또는 염기 하이드록소 그룹이 산성 잔기로 완전히 또는 부분적으로 대체된 산물로 간주될 수 있습니다.
수소 원자의 완전한 대체와 함께, 중간 소금: Na2SO4, MgCl2. . 부분대체로, 산성 염(수소염) NaHSO4 및 염기성 염(히드록소염) MgOHCl.
국제 명명 규칙에 따라 염의 이름은 주격의 경우 산 잔기의 이름과 속격의 경우 금속의 러시아 이름으로 구성됩니다(표 12).
NaNO 3 - 질산나트륨
CuSO 4 - 황산구리(II)
CaCO 3 - 탄산칼슘
Ca 3 (RO 4) 2 - 칼슘 오르토 인산염
Na 2 SiO 3 - 규산나트륨
산 잔기의 이름은 산 형성 요소의 라틴어 이름(예: 질소 - 질소, 루트 nitr-)의 어근과 다음과 같은 어미에서 파생됩니다.
-~에가장 높은 산화 상태를 위해, -그것산 형성 요소의 더 낮은 산화 상태에 대한 것입니다(표 12).
표 12
산과 염의 이름
| 산의 이름 | 산 공식 | 소금의 이름 | 예 솔레 이유 |
| 염화수소 (소금) | 염산 | 염화물 | AgCl 염화은 |
| 황화수소 | H 2 S | 황화물 | FeS 황 ID철(II) |
| 황의 | H2SO3 | 아황산염 | Na2SO3황 그것나트륨 |
| 황의 | H2SO4 | 황산염 | K2SO4황 ~에칼륨 |
| 질소 | HNO2 | 아질산염 | 리노 2 니트르 그것리튬 |
| 질소 | HNO3 | 질산염 | Al(NO 3) 3 Nitr ~에알류미늄 |
| 오르토인산 | H3PO4 | 오르토인산염 | Ca 3 (PO 4) 2 칼슘 오르토 인산염 |
| 석탄 | H2CO3 | 탄산염 | Na 2 CO 3 탄산나트륨 |
| 규소 | H2SiO3 | 규산염 | Na 2 SiO 3 규산나트륨 |
NaHSO 4 - 황산수소나트륨
NaHS - 황화수소나트륨
염기성 염의 이름은 접두사 "를 추가하여 형성됩니다. 하이드록소": MgOHCl - 수산화마그네슘.
또한 많은 소금에는 다음과 같은 전통적인 이름이 있습니다.
Na 2 CO 3 - 탄산 음료;
NaHCO3 - 식품(음용) 소다;
CaCO3 - 분필, 대리석, 석회암.
