Schema del legame ionico tra potassio e cloro. Legame chimico ionico

Questa lezione è dedicata alla generalizzazione e alla sistematizzazione delle conoscenze sui tipi di legami chimici. Durante la lezione verranno illustrati schemi per la formazione di legami chimici in varie sostanze. La lezione aiuterà a rafforzare la capacità di determinare il tipo di legame chimico in una sostanza in base alla sua formula chimica.

Argomento: legame chimico. Dissociazione elettrolitica

Lezione: schemi per la formazione di sostanze con diversi tipi comunicazioni

Riso. 1. Schema di formazione del legame in una molecola di fluoro

La molecola di fluoro è costituita da due atomi dello stesso elemento chimico non metallico con la stessa elettronegatività, pertanto in questa sostanza si realizza un legame covalente non polare; Descriviamo un diagramma della formazione di legami in una molecola di fluoro. Riso. 1.

Attorno a ciascun atomo di fluoro, utilizzando dei punti, disegneremo sette elettroni di valenza, cioè esterni. Ogni atomo ha bisogno di un elettrone in più per raggiungere uno stato stabile. Pertanto, si forma una coppia di elettroni comune. Sostituendolo con un trattino, rappresentiamo la formula grafica della molecola di fluoro F-F.

Conclusione:un legame covalente non polare si forma tra le molecole di un elemento chimico non metallico. Con questo tipo di legame chimico si formano coppie di elettroni comuni, che ugualmente appartengono a entrambi gli atomi, cioè non vi è alcuno spostamento della densità elettronica in nessuno degli atomi dell'elemento chimico

Riso. 2. Schema di formazione del legame in una molecola d'acqua

La molecola dell'acqua è costituita da atomi di idrogeno e ossigeno, due elementi non metallici con significati diversi elettronegatività relativa, quindi in questa sostanza esiste un legame polare covalente.

Poiché l'ossigeno è un elemento più elettronegativo dell'idrogeno, le coppie di elettroni condivisi sono sbilanciate verso l'ossigeno. Una carica parziale appare sugli atomi di idrogeno e una carica parziale negativa appare sull'atomo di ossigeno. Sostituendo entrambe le coppie di elettroni comuni con trattini, o meglio frecce, che mostrano lo spostamento della densità elettronica, scriviamo la formula grafica dell'acqua Fig. 2.

Conclusione:Un legame polare covalente si verifica tra atomi di diversi elementi non metallici, cioè con diversi valori di elettronegatività relativa. Con questo tipo di legame si formano coppie di elettroni condivisi che vengono spostati verso l'elemento più elettronegativo.

1. N. 5,6,7 (p. 145) Rudzitis G.E. Inorganico e chimica organica. 8a elementare: libro di testo per istituti di istruzione generale: livello base / G. E. Rudzitis, F.G. Feldmann. M.: Illuminazione. 2011, 176 pp.: ill.

2. Indica la particella con il raggio maggiore e minore: atomo Ar, ioni: K +, Ca 2+, Cl - Giustifica la risposta.

3. Nomina tre cationi e due anioni che hanno lo stesso guscio elettronico dello ione F -.

L'aiuto è in arrivo, ecco qua.
a) Considerare lo schema per la formazione di un legame ionico tra sodio e
ossigeno.
1. Il sodio è un elemento del sottogruppo principale del gruppo I, un metallo. È più facile per il suo atomo cedere l'elettrone I esterno piuttosto che accettare il 7 mancante:

1. L'ossigeno è un elemento del sottogruppo principale del gruppo VI, un non metallo.
È più facile per il suo atomo accettare 2 elettroni, che non sono sufficienti per completare il livello esterno, piuttosto che cedere 6 elettroni dal livello esterno.

1. Innanzitutto troviamo il minimo comune multiplo tra le cariche degli ioni formati; è uguale a 2(2∙1). Affinché gli atomi di Na cedano 2 elettroni, devono prenderne 2 (2:1), in modo che gli atomi di ossigeno possano prendere 2 elettroni, devono prenderne 1.
2. Schematicamente, la formazione di un legame ionico tra gli atomi di sodio e di ossigeno può essere scritta come segue:

b) Considerare lo schema per la formazione di un legame ionico tra atomi di litio e fosforo.
I. Il litio è un elemento del gruppo I del sottogruppo principale, un metallo. È più facile per il suo atomo cedere 1 elettrone esterno piuttosto che accettare i 7 mancanti:

2. Il cloro è un elemento del sottogruppo principale del gruppo VII, un non metallo. Il suo
È più facile per un atomo accettare 1 elettrone che cedere 7 elettroni:

2. Il minimo comune multiplo di 1, cioè Affinché 1 atomo di litio ceda e un atomo di cloro riceva 1 elettrone, è necessario prenderli uno alla volta.
3. Schematicamente, la formazione di un legame ionico tra gli atomi di litio e cloro può essere scritta come segue:

c) Considerare lo schema per la formazione di un legame ionico tra atomi
magnesio e fluoro.
1. Il magnesio è un elemento del gruppo II del sottogruppo principale, il metallo. Il suo
È più facile per un atomo cedere 2 elettroni esterni piuttosto che accettare i 6 mancanti:

2. Il fluoro è un elemento del sottogruppo principale del gruppo VII, un non metallo. Il suo
È più facile per un atomo accettare 1 elettrone, che non è sufficiente per completare il livello esterno, che cedere 7 elettroni:

2. Troviamo il minimo comune multiplo tra le cariche degli ioni formati; è pari a 2(2∙1). Affinché gli atomi di magnesio cedano 2 elettroni, è necessario un solo atomo; affinché gli atomi di fluoro accettino 2 elettroni, devono prenderne 2 (2: 1).
3. Schematicamente, la formazione di un legame ionico tra gli atomi di litio e fosforo può essere scritta come segue:

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Obiettivi della lezione:

• Formare un concetto di legami chimici usando l'esempio di un legame ionico. Comprendere la formazione dei legami ionici come caso estremo di quelli polari.
• Durante la lezione accertarsi della padronanza dei seguenti concetti base: ioni (catione, anione), legame ionico.
• Sviluppare l'attività mentale degli studenti attraverso la creazione situazione problematica quando impari nuovo materiale.

Compiti:

• insegnare a riconoscere i tipi di legami chimici;
• ripetere la struttura di un atomo;
• esplorare il meccanismo di formazione dei legami chimici ionici;
• insegnare come elaborare schemi di formazione e formule elettroniche di composti ionici, equazioni di reazione con la designazione di transizioni elettroniche.

Attrezzatura: computer, proiettore, risorsa multimediale, tavola periodica elementi chimici DI. Mendeleev, tabella “Legame ionico”.

Tipo di lezione: Formazione di nuova conoscenza.

Tipo di lezione: Lezione multimediale.

X lezione od

IO.Momento organizzativo.

II . Controllo dei compiti.

Insegnante: Come possono gli atomi assumere configurazioni elettroniche stabili? Quali sono i modi per formare un legame covalente?

Studente: I legami covalenti polari e non polari si formano mediante un meccanismo di scambio. Il meccanismo di scambio include casi in cui un elettrone di ciascun atomo partecipa alla formazione di una coppia di elettroni. Ad esempio, l'idrogeno: (diapositiva 2)

Il legame avviene attraverso la formazione di una coppia di elettroni condivisa combinando elettroni spaiati. Ogni atomo ha il proprio elettrone. Gli atomi di H sono equivalenti e le coppie appartengono equamente ad entrambi gli atomi. Pertanto, secondo lo stesso principio, la formazione di coppie di elettroni comuni (sovrapposizione di nubi di elettroni p) avviene durante la formazione della molecola F 2. (diapositiva 3)

Registra H · significa che un atomo di idrogeno ha 1 elettrone nel suo strato elettronico esterno. La registrazione mostra che ci sono 7 elettroni sullo strato elettronico esterno dell'atomo di fluoro.

Quando si forma la molecola di N 2. Si formano 3 coppie di elettroni comuni. Gli orbitali p si sovrappongono. (diapositiva 4)

Il legame è detto non polare.

Insegnante: Ora abbiamo esaminato i casi in cui si formano molecole di una sostanza semplice. Ma intorno a noi ci sono molte sostanze con strutture complesse. Prendiamo una molecola di acido fluoridrico. Come si forma la connessione in questo caso?

Studente: Quando si forma una molecola di acido fluoridrico, l'orbitale dell'elettrone s dell'idrogeno e l'orbitale dell'elettrone p si sovrappongono fluoro H-F. (diapositiva 5)

La coppia di elettroni di legame viene spostata sull'atomo di fluoro, determinandone la formazione dipolo. Connessione chiamato polare.

III. Aggiornamento della conoscenza.

Insegnante: Un legame chimico nasce a seguito di cambiamenti che si verificano con i gusci elettronici esterni degli atomi collegati. Ciò è possibile perché gli strati elettronici esterni non sono completi in elementi diversi dai gas nobili. Il legame chimico è spiegato dal desiderio degli atomi di acquisire una configurazione elettronica stabile simile alla configurazione del gas inerte “più vicino” a loro.

Insegnante: Annota lo schema della struttura elettronica dell'atomo di sodio (alla lavagna). (diapositiva 6)

Studente: Per raggiungere la stabilità del guscio elettronico, l'atomo di sodio deve cedere un elettrone o accettarne sette. Il sodio cede facilmente il suo elettrone, che è lontano dal nucleo e ad esso debolmente legato.

Insegnante: Crea un diagramma del rilascio di elettroni.

Na° - 1ē → Na+ = Ne

Insegnante: Annota lo schema della struttura elettronica dell'atomo di fluoro (alla lavagna).

Insegnante: Come completare il riempimento dello strato elettronico?

Studente: Per ottenere la stabilità del guscio elettronico, l'atomo di fluoro deve cedere sette elettroni o accettarne uno. È energeticamente più favorevole per il fluoro accettare un elettrone.

Insegnante: Crea un diagramma per ricevere un elettrone.

F° + 1ē → F- = Ne

IV. Imparare nuovo materiale.

L'insegnante pone una domanda alla classe in cui è impostato il compito della lezione:

Esistono altri modi possibili in cui gli atomi possono assumere configurazioni elettroniche stabili? Quali sono i modi per formare tali connessioni?

Oggi esamineremo uno dei tipi di connessioni: legame ionico. Confrontiamo la struttura dei gusci elettronici degli atomi e dei gas inerti già citati.

Conversazione con la classe.

Insegnante: Che carica avevano gli atomi di sodio e fluoro prima della reazione?

Studente: Gli atomi di sodio e fluoro sono elettricamente neutri, perché le cariche dei loro nuclei sono bilanciate dagli elettroni che ruotano attorno al nucleo.

Insegnante: Cosa succede tra gli atomi quando danno e prendono elettroni?

Studente: Gli atomi acquisiscono cariche.

L'insegnante spiega: Nella formula di uno ione viene scritta anche la sua carica. Per fare ciò, usa l'apice. Indica l'importo della carica con un numero (non ne scrivono uno) e poi un segno (più o meno). Ad esempio, uno ione Sodio con una carica pari a +1 ha la formula Na + (leggi “sodio-più”), uno ione Fluoruro con una carica pari a -1 – F - (“fluoro-meno”), uno ione idrossido con una carica di -1 – OH - (“ o-ash-minus"), uno ione carbonato con una carica -2 – CO 3 2- ("tse-o-tre-due-meno").

Nelle formule dei composti ionici vengono scritti prima gli ioni con carica positiva, senza indicare le cariche, e poi quelli con carica negativa. Se la formula è corretta, la somma delle cariche di tutti gli ioni in essa contenuti è zero.

Ione con carica positiva chiamato catione, e uno ione carico negativamente è un anione.

Insegnante: Scriviamo la definizione nei nostri quaderni di esercizi:

Ioneè una particella carica in cui un atomo si trasforma in seguito all'accettazione o alla perdita di elettroni.

Insegnante: Come determinare il valore di carica dello ione calcio Ca 2+?

Studente: Uno ione è una particella elettricamente carica formata come risultato della perdita o dell'acquisto di uno o più elettroni da parte di un atomo. Il calcio ha due elettroni nel suo ultimo livello elettronico; la ionizzazione di un atomo di calcio avviene quando due elettroni vengono persi; Ca 2+ è un catione doppiamente carico.

Insegnante: Cosa succede ai raggi di questi ioni?

Durante la transizione Quando un atomo elettricamente neutro viene trasformato in uno stato ionico, la dimensione delle particelle cambia notevolmente. L'atomo, rinunciando ai suoi elettroni di valenza, si trasforma in una particella più compatta: un catione. Ad esempio, quando un atomo di sodio si trasforma in un catione Na+, che, come indicato sopra, ha la struttura del neon, il raggio della particella diminuisce notevolmente. Il raggio di un anione è sempre maggiore del raggio del corrispondente atomo elettricamente neutro.

Insegnante: Cosa succede alle particelle caricate diversamente?

Studente: Gli ioni sodio e fluoro con carica opposta, risultanti dal trasferimento di un elettrone da un atomo di sodio a un atomo di fluoro, si attraggono reciprocamente e formano fluoruro di sodio. (diapositiva 7)

Na + + F - = NaF

Lo schema per la formazione degli ioni che abbiamo considerato mostra come a legame chimico, che si chiama ionico.

Legame ionico– un legame chimico formato dall’attrazione elettrostatica di ioni di carica opposta tra loro.

I composti che si formano in questo caso sono detti composti ionici.

V. Consolidamento di nuovo materiale.

Incarichi per consolidare conoscenze e competenze

1. Confronta la struttura dei gusci elettronici di un atomo di calcio e un catione di calcio, un atomo di cloro e un anione cloruro:

Commento sulla formazione di legami ionici nel cloruro di calcio:

2. Per completare questa attività, è necessario dividersi in gruppi di 3-4 persone. Ogni membro del gruppo considera un esempio e presenta i risultati all'intero gruppo.

Risposta dello studente:

1. Il calcio è un elemento del sottogruppo principale del gruppo II, un metallo. È più facile per il suo atomo cedere due elettroni esterni piuttosto che accettare i sei mancanti:

2. Il cloro è un elemento del sottogruppo principale del gruppo VII, un non metallo. È più facile per il suo atomo accettare un elettrone, che gli manca per completare il livello esterno, piuttosto che cedere sette elettroni dal livello esterno:

3. Per prima cosa troviamo il minimo comune multiplo tra le cariche degli ioni risultanti, è uguale a 2 (2x1). Quindi determiniamo quanti atomi di calcio devono essere presi in modo che cedano due elettroni, cioè dobbiamo prendere un atomo di Ca e due atomi di CI.

4. Schematicamente, la formazione di un legame ionico tra atomi di calcio e cloro può essere scritta: (diapositiva 8)

Ca2+ + 2CI - → CaCI2

Compiti di autocontrollo

1. Sulla base dello schema per la formazione di un composto chimico, crea un'equazione per la reazione chimica: (diapositiva 9)

2. Sulla base dello schema per la formazione di un composto chimico, crea un'equazione per la reazione chimica: (diapositiva 10)

3. Viene fornito uno schema per la formazione di un composto chimico: (diapositiva 11)

Seleziona una coppia di elementi chimici i cui atomi possono interagire secondo questo schema:

UN) N / a E O;
B) Li E F;
V) K E O;
G) N / a E F

Cattura la risposta.
a) Considerare lo schema per la formazione di un legame ionico tra sodio e
ossigeno.
1. Il sodio è un elemento del sottogruppo principale del gruppo I, un metallo. È più facile per il suo atomo cedere il primo elettrone esterno piuttosto che accettare i 7 mancanti:

2. L'ossigeno è un elemento del sottogruppo principale del gruppo VI, un non metallo.
È più facile per il suo atomo accettare 2 elettroni, che non sono sufficienti per completare il livello esterno, piuttosto che cedere 6 elettroni dal livello esterno.

3. Innanzitutto troviamo il minimo comune multiplo tra le cariche degli ioni formati; è uguale a 2(2∙1). Affinché gli atomi di Na cedano 2 elettroni, devono prenderne 2 (2:1), in modo che gli atomi di ossigeno possano prendere 2 elettroni, devono prenderne 1.
4. Schematicamente, la formazione di un legame ionico tra gli atomi di sodio e di ossigeno può essere scritta come segue:

b) Considerare lo schema per la formazione di un legame ionico tra atomi di litio e fosforo.
I. Il litio è un elemento del gruppo I del sottogruppo principale, un metallo. È più facile per il suo atomo cedere 1 elettrone esterno piuttosto che accettare i 7 mancanti:

2. Il cloro è un elemento del sottogruppo principale del gruppo VII, un non metallo. Il suo
È più facile per un atomo accettare 1 elettrone che cedere 7 elettroni:

2. Il minimo comune multiplo di 1, cioè Affinché 1 atomo di litio ceda e un atomo di cloro riceva 1 elettrone, dobbiamo prenderli uno alla volta.
3. Schematicamente, la formazione di un legame ionico tra gli atomi di litio e cloro può essere scritta come segue:

c) Considerare lo schema per la formazione di un legame ionico tra atomi
magnesio e fluoro.
1. Il magnesio è un elemento del gruppo II del sottogruppo principale, il metallo. Il suo
È più facile per un atomo cedere 2 elettroni esterni piuttosto che accettare i 6 mancanti:

2. Il fluoro è un elemento del sottogruppo principale del gruppo VII, un non metallo. Il suo
È più facile per un atomo accettare 1 elettrone, che non è sufficiente per completare il livello esterno, che cedere 7 elettroni:

2. Troviamo il minimo comune multiplo tra le cariche degli ioni formati; è pari a 2(2∙1). Affinché gli atomi di magnesio cedano 2 elettroni, è necessario un solo atomo; affinché gli atomi di fluoro accettino 2 elettroni, devono prenderne 2 (2: 1).
3. Schematicamente, la formazione di un legame ionico tra gli atomi di litio e fosforo può essere scritta come segue: