Atoomkombinasies: kovalente binding en Lewis notasie
You are here: Home » Content » Atoomkombinasies: kovalente binding en Lewis notasie
Based on: Atomic combinations: Covalent bonding and Lewis notation by Free High School Science Texts Project Kovalente bindingAard van kovalente bindingKovalente binding vind plaas tussen nie-metaal atome. Die buitenste orbitale van die atome oorvleuel sodat ongepaarde elektrone gedeel word in die orbitale van atome wat bind. Omdat die orbitale tydens binding oorvleuel, word die buitenste envergievlak van al die atome tydens binding gevul. Die elektrone wat gedeel word beweeg in orbitale rondom beide atome. Terwyl die elektrone beweeg is daar 'n aantrekking tussen die negatief-gelaaide elektrone en die positief gelaaide kern. Hierdie elektrostatiese krag hou die atome bymekaar wat by die kovalente binding betrokke is.Definisie 1: Kovalente binding Kovalente binding vind plaas wanneer elektronpare tussen atome gedeel word. Hieronder volg enkele voorbeelde. Onthou dat slegs die valensie-elektrone by binding betrokke is. Wanneer diagramme geteken word om aan te dui wat tydens binding plaasvind, word slegs hierdie elektrone aangedui. Die elektrone in die verskillende atome word deur kruisies en sirkels aangedui.Die onderstaande simmulasie laat jou toe om 'n eenvoudige kovalente molekule saam te stel.
run demoOefening 1: Kovalente binding
Hoe bind waterstof- en chlooratome kovalent om 'n waterstofchloried molekule te vorm? OplossingStap 1. Bepaal die elektronkonfigurasie van die atome wat bind: 'n Chlooratoom het 17 elektrone met 'n elektronkonfigurasie van 1s22 2s22 2p66 3s22 3p55. 'n Waterstofatoom het net 1 elektron en 'n elektronkonfigurasie van 1s11. Stap 2. Bepaal die aantal valensie-elektrone vir elke atoom en hoeveel van hierdie elektone gepaar en ongepaar is: Chloor het 7 valensie-elektrone. Een van hierdie elektrone is ongepaar. Watertof het 1 valensie-elektron wat ongepaar is.
Stap 3. Kyk hoe die elektrone tussen die atome gedeel kan word sodat die buitenste energievlakke van beide atome gevul is: Die waterstofatoom kort een elektron om sy valensieskil te vul. Die chlooratoom kort ook een elektron om sy valensieskil te vul. Gevolglik moet een paar elektrone tussen die twee atome gedeel word. Een elektron van die chlooratoom sal dus 'n gedeelte van die tyd om die waterstofatoom wentel sodat die waterstofatoom se valensieskil gevul is. Die waterstofatoom se elektron sal 'n gedeelte van die tyd om die chlooratoom wentel sodat die chlooratoom se valensieskil ook gevul is. Op hierdie manier word 'n watertofchloried molekule gevorm (Figuur 2). Let op na die gedeelde elektronpaar in die oorvleuelende orbitale.Figuur 2: Kovalente binding in 'n waterstofchloriedmolekule
Exercise 2: Meervoudige kovalente bindings
Hoe bind stikstof- en waterstofatome om 'n ammoniakmolekule te vorm (NH33)?
SolutionStap 1. Bepaal die elektronkonfigurasie van al die atome wat bind: 'n Stikstofatoom het 7 elektrone met 'n 1s22 2s22 2p33 elektronkonfigurasie. 'n Waterstofatoom het sleg 1 elektron met 'n 1s11 elektronkonfigurasie. Stap 2. Bepaal die aantal valensie-elektrone van elke atoom en hoeveel van die elektrone gepaar en ongepaar is: Stikstof het 5 valensie-elektrone wat beteken dat 3 elektrone ongepaar is. Waterstof het 1 valensie-elektron wat ongepaar is. Stap 3. Kyk hoe elektrondeling tussen atome kan plaasvind sodat die buitenste energievlakke van al die atome gevul is: Elke waterstofatoom kort 1 elektron om sy valensie energievlak te vul. Die stikstofatoom kort 3 elektrone om sy valensie energievlak te vul. Dit kom daarop neer dat 3 elektronpare tussen die vier atome wat betrokke is, gedeel moet word. Die stikstofatoom sal 3 van sy elektrone deel sodat elke waterstofatoom 'n gevulde valensie energievlak het. Elektrondeling vind ook tussen elke waterstofatoom en die stikstofatoom plaas om sodoende sy valensie energievlak te vul(Figuur 3).
Figuur 3: Kovalente binding in 'n ammoniakmolekule
Die voorafgaande voorbeelde wys hoe enkel kovalente bindings tussen twee atome gevorm word deur elektronpaardeling. Indien twee elektronpare tussen twee atome gedeel word, word 'n dubbelbinding gevorm. 'n Drievoudige binding word gevorm wanneer drie elektronpare gedeel word.Exercise 3: Kovalente dubbelbinding
Hoe bind suurstof atome om 'n suurstofmolekule te vorm?
SolutionStap 1. Bepaal die elektronkonfigurasie van die atome wat bind: Elke suurstofatoom het 8 elektrone met 'n 1s22 2s22 2p44 elektronkonfigurasie.
Stap 2. Bepaal die aantal valensie-elektrone van elke atoom en hoeveel van die elektrone gepaar en ongepaar is: Elke suurstofatoom het 6 valensie-elektrone wat beteken dat elke atoom 2 ongepaarde elektrone het.
Stap 3. Kyk nou hoe die elektrone tussen die atome gedeel moet word sodat die buitenste energievlak van al die atome gevul is: Elke suurstofatoom benodig twee elektrone om sy valensie energievlak volledig te vul. Dit beteken dat twee elektronpare tussen die twee suurstofatome gedeel moet word sodat beide suurstofatome se valensie energievlak gevul is. Let daarop dat die twee elektronpare deur dieselfde twee atome gedeel word en dat ons daarna as 'n dubbelbinding verwys(figuur 4).
Figuur 4: 'n Dubbel kovalente binding in 'n suurstofmolekule
Uit die voorafgaande voorbeelde sal jy agterkom dat die aantal elektrone wat by binding betrokke is van atoom na atoom verskil. Ons sê dat die atome se valensie verskil.Definisie 2: Valensie Die aantal elektrone in die buitenste energievlak van 'n atoom wat beskikbaar is om bindings met ander atome te vorm. Die valensie van beide waterstof en chloor in die eerste voorbeeld is een en daarom word 'n enkelbinding tussen die twee atome gevorm. Stikstof, tweede voorbeeld, het 'n valensie van drie terwyl waterstof 'n valensie van een het. Dit beteken dat drie waterstofatome met een stikstofatoom moet bind. Daar is drie enkel kovalente bindings in 'n ammoniakmolekule. Die valensie van suurstof is twee in die derde voorbeeld. Dit beteken dat elke suurstofatoom twee bindings met 'n ander atoom sal kan vorm. Aangesien daar slegs een ander atoom in 'n suurstofmolekule (O22) is, word 'n dubbel kovalente binding tussen die twee atome gevorm.leidraad: Daar is 'n verwantskap tussend die valensie van 'n element en sy posisie op die Periodieke Tabel. Vir die hoofelemente in groepe 1 tot 4 is die valensie dieselfde as die groepnommer. Vir die hoofelemente in groepe 5 tot 7 word die valensie bereken deur die groepnommer van 8 af te trek. Byvoorbeeld, die valensie van fluoor (groep 7) is 8-7=1, terwyl die van kalsium (groep 2), 2 is. Omdat sommige elemente meer as een valensie kan hê, moet jy altyd versigtig wees wanneer jy 'n chemiese formule skryf. Wanneer meer as een valensie moontlik is, word die valensie tussen hakies na die betrokke element se simbool geskryf, bv. koolstof(IV)oksied, wat beteken dat koolstof 'n valensie van 4 in hierdie molekule het.Kovalente binding en valensieVerduidelik die verskil tussen die valensie-elektrone en die valensie van 'n element.
Voltooi die tabel hieronder deur die aantal valensie-elektrone en die valensie vir elk van die elemente in te vul:
Tabel 1ElementAantal valensie-elektroneAantal elektrone om die buite energievlak te vulValensieF Ar C N O Teken eenvoudige diagramme om aan te dui hoe die elektrone in die volgende kovalente molekules gerangskik:
Lewis-notasie en molekulêre struktureAlhoewel ons diagramme gebruik het om die struktuur van molekules aan te dui, is daar ook ander vorms van notasies wat gebruik kan word, soos byvoorbeeld die Lewis-notasie en Couper-notasie. In die geval van die Lewis-notasie word kolle en kruisies gebruik om die valensie-elektrone van die verskillende atome aan te toon. Die chemiese simbool van die element verteenwoordig die kern en die binne-elektrone van die atoom.Die waterstofatoom, byvoorbeeld, word as volg aangetoon:
'n Chlooratoom sal soos volg lyk:
'n Waterstofchloriedmolekule word as volg aangedui:
Die kol en kruis tussen die twee atome verteenwoordig die elektronpaar wat in die kovalente binding gedeel word.Exercise 4: Lewis notasie: Eenvoudige molekules Maak van die Lewis-notasie gebruik om die kovalente bindings in H2OH2O voor te stelSolutionStap 1. Bepaal die aantal valensie-elektrone vir elke atoom en stel dit onderskeidelik as kruisies of kolletjies voor: Die elektron-konfigurasie van watertof is 1s11 en die elektron-konfigurasie van suurstof is 1s22 2s22 2p44. Elke waterstofatoom het een valensie-elektron terwyl 'n suurstofatoom ses valensie-elektrone het waarvan twee ongepaar is.
Stap 2. Rangskik die elektrone op so 'n manier dat die buitenste energievlakke van elke atoom gevul is: Die watermolekule word hieronder getoon.Figuur 9
Exercise 5: Lewis-notasie: Molekules met veelvoudige bindings Maak van die Lewis-notasie gebruik om 'n HCN molekule voor te stel
SolutionStap 1. Bepaal die aantal valensie-elektrone van elke atoom vanaf die atoom se elektron-konfigurasie: Die elektron-konfigurasie van waterstof is 1s11, stikstof se elektron-konfigurasie is 1s22 2s22 2p33 en die van koolstof is 1s22 2s22 2p22. Dit beteken dat waterstof een valensie-elektron het wat ongepaar is, koolstof het vier valensie-elektrone wat almal ongepaar is en stikstof het vyf valensie-elektrone waarvan drie ongepaar is.
Stap 2. Rangskik die elektrone in die HCN molekule sodat die buitenste energievlak in elke atoom gevul is: Die HCN molekule word hieronder voorgestel. Let daarop dat drie elektronepare tussen die koolstof- en stikstofatome gedeel word. Omdat hierdie drie kovalente bindings tussen dieselfde twee atome betaan, word dit 'n drievoudige binding genoem.
Exercise 6: Lewis-notasie: Atome met veranderlike valensies Maak van die Lewis-notasie gebruik om H22S voor te stel
SolutionStap 1. Bepaal die aantal valensie-elektrone van elke atoom: Waterstof se elektron-konfigurasie is 1s11 terwyl die van swawel 1s22 2s22 2p66 3s22 3p44 is. Elke waterstofatoom het een valensie-elektron wat ongepaar is. Swawel het ses valensie-elektrone. Alhoewel swawel 'n veranderlike valensie het, weet ons dat swawel twee bindings met die waterstofatome kan vorm. In hierdie geval moet die valensie van swawel twee wees. Figuur 12
Stap 2. Rangskik die atome in die molekule sodat die buitenste energievlak van elke atoom gevul is : Die H22S molekule word hieronder vertoon.
'n Ander manier om 'n molekule voor te stel is om die Couper-notasie te gebruik. In hierdie geval word slegs daardie elektrone wat by bindings tussen atome betrokke is aangedui. 'n Lyn word gebruik om elektronpaardeling en dus elke kovalente binding tussen twee atome voor te stel. Met die gebruik van Couper-notasie kan die volgende voorstellings vir water en HCN molekules in figure figuur 14 en figuur 15 hieronder gemaak word.Figuur 14: Voorstelling van 'n watermolekule met behulp van Couper-notasieFiguur 15: Voorstelling van 'n HCN molekule met behulp van Couper-notasieDatiewe kovalente bindings 'n Datief kovalente binding (ook bekend as 'n gekoördineerde kovalente binding)is die beskrywing van 'n kovalente binding tussen twee atome waar beide elektrone wat in die binding gedeel word, afkomstig is vanaf een van die twee atome. Dit gebeur wanneer 'n Lewis basis ('n elektron donor) 'n elektronpaar aan 'n Lewis suur (elektron akseptor) doneer. Lewis sure en basisse word in (Verwysing) hoofstuk (Verwysing) bespreek.Een voorbeeld van 'n molekule wat 'n datief kovalente binding beval is die ammonium ioon (NH4+4+) wat in die figuur hieronder vertoon word. Omdat die waterstofioon H++ géén elektrone bevat nie, kan die elektronpaar wat by die binding wat tussen die waterstofioon en die stikstofatoom betrokke is slegs van die stikstofatoom afkomstig wees.
Atomiese binding en Lewis-notasie Maak 'n voorstelling van elk van die volgende atome met behulp van die Lewis-notasie:
Maak 'n voorstelling van elk van die volgende molekules met behulp van die Lewis-notasie:
Watter van die twee molekules wat hierbo vertoon word bevat 'n dubbelbinding?
Twee chemiese reaksies word hieronder beskryf. stikstof en waterstof reageer om NH33 te vorm koolstof en waterstof bind om 'n CH44 molekule te vorm
Verskaf vir elke reaksie:
die valensie van elke atoom wat by die reaksie betrokke is die Lewis-struktuur van die produk wat gevorm word
die chemiese formule van die produk
'n Chemiese verbinding het die volgende Lewis-notasie:
Figuur 17Hoeveel valensie-elektrone het element Y?
Wat is die valensie van element Y?
Wat is die valensie van element X?
Hoeveel kovalente bindings is daar in die molekule?
Benaam elemente X en Y.
This work is licensed by Free High School Science Texts Project under a Creative Commons Attribution License (CC-BY 3.0), and is an Open Educational Resource. Last edited by Free High School Science Texts Project on Jul 30, 2011 7:51 am -0500. Add to a lens