215
Н : Ғ ‘ Н:0:Н H-.N:H
Н
Бүл қатарда электрон жүбы электртерістілігі үлкен фтор атомына күшті тартылады. Жазылған формулалар атомдардың байланысу ретін ғана корсетеді, ал кеңістікке орналасуын білдірмейді. Үш атомнан түратын молекулаларда атомдар бір сызықтың бойында немесе бүрыш жасап орналасуы мүмкін:
0=С=0 / 0 \
Н Н
Торт атомнан түратын молекулалардың пішіні жазық (SO3) немесе пирамида тәрізді (NH3, РНз) болып келеді.
Иондық байланыстың түзілуі натрий хлоридін мысалға алып түсіндіріледі. Хлор қызған натриймен эрекеттеседі, сондықтан химиялық реакцияның энергетикалық жағына кеңіл аударылады.
Жылудың эсерінен натрий жай заты атомдарының арасындағы байланыс үзіледі, энергия жүмсалады - (- qO
Натрий атомынан электронды бѳліп, оң зарядталған ион
түзуге энергия жүмсалады - (- Яг) Na ° - 1е° Na"^
Хлор молекуласы атомдарға ыдырайды, бүл да жылу сіңіретін эрекет - (- Яз) , CI2 = 2С1
Хлор атомы электрон қосып алып, энергия бѳледі - (-KI4) хлорид ион түзіледі: С1°+1е ->СГ
Екі ион бір-біріне тартылып, натрий хлоридін кристалдарын түзгенде энергия болінеді - (-t-qs). Реакцияның жалпы жылу эффектісі мынадай болады:
(-я,) + (-Яг)+(-Яз)+(+Я4)+(+Яз)
Na (2, 8, 1) + Сі (2, 8, 7) ^ Na^ (2, 8) Сі (2, 8, 8)
Na + a ; - > N a * ; сі:
Иондар электростатикалық күш арқылы берік байланысады. Иондар арқылы байланысатын қосылыстарга металдар мен бейметалдардың қосылыстары, оттекті қышқылдардың түздары, нағыз металдардың гидроксидтері жатады.
Донор-акцепторлы байланыс 9-сыныпта аммиактың химиялық касиеттерін қарастырғанда түсіндіріледі. Аммиакты суда еріткенде гидроксид иондарының түзілетіні тэжірибе жүзінде дэлелденді, ол су молекуласынан протон бѳлінуіне орай пайда болады. Ол протон аммиак молекуласына қосылып, аммоний катионын түзеді. Сызбанұсқасын сызу арқылы аммиак молекуласьшда тѳртінші
байланыстың түзілу механизмі талқыланады. Аммиак молекуласының электрондық құрылысының формуласы жазьшады:
н
н :N:
Н
+□ н*
Бұдан азот атомының электрон жұбы бѳліске түспейтіні, сутегі протонының бос орбиталыінің осы электрон жұбымен байланысатыны байқалады.
Азот атомы электрон жұбын беріп донор, сутегі атомы оны қосып алып акцептор қызметін атқарады, түзілген байланыс донор-акцепторлы ковалентті байланыс деп аталады. Түзілу механизмі ѳзгеше болғанымен бұл байланыстың аммоний ионындағы басқа үш ковалентті байланыстан айырмашылыгы жоқ екені анықталды.
Металдық байланыс туралы түсінік металдардың жалпы қасиеттерін ѳткенде беріледі. Металдық байланыстың ковалентті жэне иондық байланыстарға ұқсастығы мен айырмашылыгы талданады. Металдық байланыс та ортақ электрондар арқылы жүзеге асады, бірақ олар белгілі бір атомдар арасында тұрақтанбаған. Металдық байланыс кезінде электрондар босауынан оң зарядталған иондар түзіледі, бірақ теріс иондар болмайды.
Орғаникалық химияны ѳткенде сутектік байланыстың түзілу механизмі қарастырылады. Ол үшін біратомды спирттердің гомологтық қатарын қарастырғанда газ күйіндегі ѳкілдерінің болмауы неліктен деген сұрақ қойылады. Дэл осындай сұрақ суға байланысты да туады. Екінші периодта оттегіне дейін тұрған азоттың
217
сутектік қосылысы, оттегінің тѳменгі жагында үшінші периодта орналасқан күкірттің сутекті қосылысы —газдар, солардың ортасында түрган оттегінің сутегімен қосылысы - су, неліктен сүйық күйінде кездеседі? Бүл сүрақтарға жауап алу үшін сутектік байланысқа түсінік беріледі.
Спирттің гидроксотобындағы сутегі атомын байланыстырушы электрон жүбы электртерістілігі басым оттегіне ойысқандықтан сутегі атомында оң заряд пайда болады. Оттегі атомында электрон тығыздығы артып, оның үстіне бѳліске түспеген электрон жүптарының болуынаорай оттегінің атомы теріс зарядталады. Осыдан сутегінің атомы мен басқа молекулалардың оттегі атомдарының арасында тартылыс күші пайда болады.
Бүл тартылу сутегі арқылы жүзеге асатын болғандықтан, сутектік байланыс деп аталады. Формулада ол үш нүкте арқылы корсетіледі. Ковалентті және иондық байланыстармен салыстырғанда сутектік байланыс ѳте элсіз, бірақ молекулалар арасындағы ілінісу күшінен гѳрі артық болып келеді. Су молекулаларының арасында сутектік байланыстар түзілетін болғандықтан сүйық күйінде кездеседі;
-
Н
|
Н
|
^-Н ...:0 ^..Н-СК'
|
/\
|
н
|
н
|
Спирттердің суда жақсы еруі сутектік байланыстар түзілуімен түсіндіріледі. Сутектік байланыс арқылы молекулалардың бірігуі, кристалдану, еру және кѳптеген биохимиялық эрекеттер жүзеге асады. Ақуызда жэне нуклеин қышқылдарында сутектік байланыстар түзіледі.
Химиялық байланыстардан кейін заттың қүрылымы туралы үғым қалыптастырады. Заттардың қүрылысы оқылғанға дейін
218
оқушылар олардың физикалық жэие химиялық қасиеттерін сипаттаумен қанағаттанып келді, себептерін түсіндіре алмады. Табиғи таңбалар жүйесіне жатқызуға болатын заттың бірден кѳзғе түсетін немесе ѳлшеп табылатын түрлерін белғіледі, мысалы агрегаттық күйі, балқу жэне қайнау температураларының сандық мэндерінің себебі ашылмады. Ендігі жерде бұл қасиеттердің мэні заттың құрылымы арқылы, оның құрамына кіретін бѳлшектердің табиғаты жэне ѳзара эсері арқылы түсіндіріледі.
Модельдерді, кестелерді, техникалық кұралдарды жэне заттардың үлгілерін пайдаланып, кристалл торлардың типтері жѳнінде нақтылы ұғым қалыптастырылады. Жай заттарда молекулалық, металдық жэне атомдық, күрделі заттарда молекулалық, атомдық жэне иондық торлар болатыны анықталды.
Молекулалық кристалл торы бар заттардан қатты күйіндегі иод жэне отгек қарастырылады. Мұндай торы бар заттардың молекулалары ѳзара ѳте элсіз молекулалық күштермен байланысатындықтан тұрақсыз, ұшқыш жэне балқу температурасы томен болатыны айтылады. Молекулалық кристалл торы бар күрделі заттар да (хлорсутек, аммиак, т.б.) кэдімгі жағдайда газ немесе сұйық күйінде кездеседі.
Кристалл торларының түйіндерінде атомдар орналасатын заттардың мысалы ретінде алмаз жэне графит қарастырылады. Бұлардың балқу жэне қайнау температураларының жоғары екені айтылып, қаттылығы салыстырылады. Алмаз бен графиттің қаттылығындағы айырмашылыгы атомдардың орналасу реті жэне тартылу күшіне байланысты түсіндіріледі. Металдардың оқушыларға күнделікті тұрмыстан жэне бұрыннан белгілі қасиеттері металдық тордың ерекшеліктері арқылы нақтыланады.
Натрий хлоридінің кристалл торының моделін қарастыру арқылы иондардың орналасу реті түсіндіріледі. Натрийдің эр ионын хлордың алты ионы (NaClg), хлордың эр анионын натрийдің алты катионы қоршап (Na^Cl) орналасады, пішіні текше, берік кристалл торы түзіледі. Сондықтан натрий хлоридінің, жалпы алғанда иондық кристалл торы бар заттардың балку жэне қайнау температуралары жоғары болады.
Оқушылардын химиялық байланыс жэне заттың құрылымы туралы білімін қорыту кезінде мыналарға баса назар аударылады.
219
Химиялық байланыстың барлық түрлері электрондар арқылы жүзеге асады. Элемент атомдарының электртерістілігіндегі айырмашылықтарына қарай полюссіз, полюсті және иондық байланыстар түзіледі.
Ғ : Ғ Н : Ғ N a^ : Ғ: ] ’
Полюссіз полюсті
Металдар атомдарының арасында металдық, бейметалдар атомдарының арасында полюссіз ковалентті, қалған жағдайларда полюсті ковалентті байланыстар түзіледі. Таза күйінде иондық байланыс кездеспейді. Мәселен, натрий хлоридінде 80% иондық жэне 20% коваленттік, хлорсутек молекуласында 18% иондық, 82% ковалентті байланысы болатыны анықталған.
Бір период элементтері түзетін бинар қосылыстардағы байланыстың типі және қасиеттері заңды түрде ѳзгереді.
LiF ВеҒг
|
ВҒз СҒ4
|
NF3 ОҒг
|
Ғ2
|
Иондық
|
полюсті ковалентті
|
полюссіз ковалентті
|
ЬігО
|
ВеО
|
В2О3
|
СО2 N2O5
|
Күшті
|
полюсті
|
аз полюсті
|
әлсіз полюсті
|
полюсті
|
амфотер
|
|
|
негіздік
|
оксид
|
қышқылдық оксидтер
|
оксид
|
|
|
|
Негіздік топтың бейметалдары түзетін үшқыш сутектік қосылыстарда элементтердің реттік нѳмірі артқанда химиялық байланыстардың полюстілігі артады.
КНзН2О НҒ
РНз H2S НС1 ^ полюстілігі артады
АзНз НзЗе НВг
НзТе Н1
Су, фторсутек, аммиак, т.б. молекулалары сутектік байланыстар түзіп ассоциациялануга бейім келеді.
Заттың қасиеттері химияльщ байланыстарының типіне, кристалл торларының түріне тәуелді болады. Полюссіз ковалентті, атомдық және металдық байланысы бар қосылыстар суда аз ериді немесе іс жүзінде ерімейді. Полюсті ковалентті және иондық кристалл торлары бар заттардың кѳпшілігі суда жақсы ериді.
|