Ang libreng fluorine ay binubuo ng mga diatomic na molekula. Mula sa kemikal na pananaw, ang fluorine ay maaaring mailalarawan bilang isang monovalent na non-metal, at, bukod dito, ang pinaka-aktibo sa lahat ng hindi metal. Ito ay dahil sa maraming mga kadahilanan, kabilang ang kadalian ng pagkabulok ng molekula ng F 2 sa mga indibidwal na atom - ang enerhiya na kinakailangan para dito ay 159 kJ / mol lamang (laban sa 493 kJ / mol para sa O 2 at 242 kJ / mol para sa C 12). Ang mga fluorine atom ay may makabuluhang electron affinity at medyo maliit ang laki. Samakatuwid, ang kanilang mga valence bond na may mga atomo ng iba pang mga elemento ay lumalabas na mas malakas kaysa sa mga katulad na bono ng iba pang mga metalloid (halimbawa, ang enerhiya ng bono ng H-F ay - 564 kJ / mol kumpara sa 460 kJ / mol para sa N-O na mga koneksyon at 431 kJ/mol para sa H-C1 bond).

Ang F-F bond ay nailalarawan sa isang nuklear na distansya na 1.42 A. Para sa thermal dissociation ng fluorine, ang mga sumusunod na data ay nakuha sa pamamagitan ng pagkalkula:

Ang fluorine atom sa ground state ay may istraktura ng outer electron layer 2s 2 2p 5 at monovalent. Ang paggulo ng trivalent na estado na nauugnay sa paglipat ng isang 2p electron sa antas ng 3s ay nangangailangan ng paggasta na 1225 kJ/mol at halos hindi maisasakatuparan.

Ang electron affinity ng isang neutral na fluorine atom ay tinatantya sa 339 kJ/mol. Ion F - ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang epektibong radius na 1.33 A at isang hydration energy na 485 kJ/mol. Para sa covalent radius ng fluorine, karaniwang kinukuha ang halagang 71 pm (ibig sabihin, kalahati ng internuclear na distansya sa molekula ng F 2).

Ang kemikal na pagbubuklod ay isang elektronikong kababalaghan kung saan ang hindi bababa sa isang electron, na nasa force field ng nucleus nito, ay matatagpuan ang sarili sa force field ng isa pang nucleus o ilang nuclei sa parehong oras.

Karamihan sa mga simpleng sangkap at lahat ng kumplikadong sangkap (mga compound) ay binubuo ng mga atom na nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa isang tiyak na paraan. Sa madaling salita, ang isang kemikal na bono ay itinatag sa pagitan ng mga atomo. Kapag nabuo ang isang kemikal na bono, palaging inilalabas ang enerhiya, ibig sabihin, ang enerhiya ng nabuong particle ay dapat na mas mababa kaysa sa kabuuang enerhiya ng mga paunang particle.

Ang paglipat ng isang elektron mula sa isang atom patungo sa isa pa, na nagreresulta sa pagbuo ng magkasalungat na sisingilin na mga ion na may matatag na mga pagsasaayos ng elektroniko, kung saan itinatag ang isang electrostatic na atraksyon, ay ang pinakasimpleng modelo ng ionic bonding:

X → X ++ e - ; Y + e - → Y - ; X+Y-

Ang hypothesis ng pagbuo ng mga ions at ang paglitaw ng electrostatic attraction sa pagitan ng mga ito ay unang inilagay ng Aleman na siyentipiko na si W. Kossel (1916).

Ang isa pang modelo ng pagbubuklod ay ang pagbabahagi ng mga electron ng dalawang atomo, bilang isang resulta kung saan nabuo din ang mga matatag na pagsasaayos ng elektroniko. Ang nasabing bono ay tinatawag na covalent, noong 1916, ang Amerikanong siyentipiko na si G. Lewis ay nagsimulang bumuo ng teorya nito.

Ang karaniwang punto sa parehong mga teorya ay ang pagbuo ng mga particle na may isang matatag na pagsasaayos ng elektroniko na tumutugma sa elektronikong pagsasaayos ng isang marangal na gas.

Halimbawa, sa pagbuo ng lithium fluoride, ang ionic na mekanismo ng pagbuo ng bono ay natanto. Ang lithium atom (3 Li 1s 2 2s 1) ay nawawalan ng electron at nagiging cation (3 Li + 1s 2) na may electron configuration ng helium. Ang Fluorine (9 F 1s 2 2s 2 2p 5) ay tumatanggap ng electron, na bumubuo ng anion (9 F - 1s 2 2s 2 2p 6) na may electronic configuration ng neon. Lumilitaw ang isang electrostatic attraction sa pagitan ng lithium ion Li + at ng fluorine ion F -, dahil sa kung saan nabuo ang isang bagong compound - lithium fluoride.

Kapag nabuo ang hydrogen fluoride, ang tanging electron ng hydrogen atom (1s) at ang hindi magkapares na electron ng fluorine atom (2p) ay nasa larangan ng pagkilos ng parehong nuclei - ang hydrogen atom at ang fluorine atom. Kaya, ang isang karaniwang pares ng elektron ay lumitaw, na nangangahulugang isang muling pamamahagi ng density ng elektron at ang hitsura ng isang maximum na density ng elektron. Bilang resulta, dalawang electron ang nauugnay na ngayon sa nucleus ng hydrogen atom (ang elektronikong pagsasaayos ng helium atom), at walong electron ng panlabas na antas ng enerhiya ang nauugnay sa fluorine nucleus (ang elektronikong pagsasaayos ng neon atom):

Ang isang bono na isinasagawa ng isang pares ng elektron ay tinatawag na isang solong bono.

Ito ay ipinahiwatig ng isang solong gitling sa pagitan ng mga simbolo ng elemento: H-F.

Ang tendensya na bumuo ng isang matatag na eight-electron shell sa pamamagitan ng paglilipat ng isang electron mula sa isang atom patungo sa isa pa (ionic bond) o sa pamamagitan ng pagbabahagi ng mga electron (covalent bond) ay tinatawag na octet rule.

Ang pagbuo ng dalawang-electron na shell para sa isang lithium ion at isang hydrogen atom ay isang espesyal na kaso.

Gayunpaman, mayroong mga compound na hindi sumusunod sa panuntunang ito. Halimbawa, ang beryllium atom sa beryllium fluoride BeF 2 ay mayroon lamang isang apat na electron na shell; anim na electron shell ang katangian ng boron atom (ang mga tuldok ay nagpapahiwatig ng mga electron ng panlabas na antas ng enerhiya):

Kasabay nito, sa mga compound tulad ng phosphorus (V) chloride at sulfur (VI) fluoride, iodine (VII) fluoride, ang mga electron shell ng mga central atom ay naglalaman ng higit sa walong mga electron (phosphorus - 10; sulfur - 12; yodo - 14):

Sa karamihan ng d-element conjunctions, ang octet rule ay hindi rin iginagalang.

Sa lahat ng mga halimbawa sa itaas, isang kemikal na bono ang nabuo sa pagitan ng mga atomo ng iba't ibang elemento; ito ay tinatawag na heteroatomic. Gayunpaman, ang isang covalent bond ay maaari ding mabuo sa pagitan ng magkatulad na mga atomo. Halimbawa, ang isang molekula ng hydrogen ay nabuo sa pamamagitan ng pagbabahagi ng 15 mga electron ng bawat atom ng hydrogen, bilang isang resulta kung saan ang bawat atom ay nakakakuha ng isang matatag na elektronikong pagsasaayos ng dalawang elektron. Ang isang octet ay nabuo sa panahon ng pagbuo ng mga molekula ng iba pang mga simpleng sangkap, tulad ng fluorine:

Ang pagbuo ng isang kemikal na bono ay maaari ding isagawa sa pamamagitan ng pagsasapanlipunan ng apat o anim na electron. Sa unang kaso, nabuo ang isang dobleng bono, na dalawang pangkalahatang pares ng mga electron, sa pangalawa - isang triple bond (tatlong pangkalahatang pares ng elektron).

Halimbawa, kapag ang isang nitrogen molecule N 2 ay nabuo, isang kemikal na bono ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasapanlipunan ng anim na electron: tatlong unpaired p electron mula sa bawat atom. Upang makamit ang isang walong-electron na pagsasaayos, tatlong karaniwang mga pares ng elektron ay nabuo:

Ang double bond ay ipinahiwatig ng dalawang gitling, isang triple bond ng tatlo. Ang nitrogen molecule N 2 ay maaaring katawanin bilang mga sumusunod: N≡N.

Sa mga diatomic na molekula na nabuo ng mga atomo ng isang elemento, ang pinakamataas na density ng elektron ay matatagpuan sa gitna ng internuclear line. Dahil walang paghihiwalay ng mga singil sa pagitan ng mga atomo, ang ganitong uri ng covalent bond ay tinatawag na non-polar. Ang isang heteroatomic na bono ay palaging higit pa o hindi gaanong polar, dahil ang pinakamataas na density ng elektron ay inililipat patungo sa isa sa mga atomo, dahil sa kung saan ito ay nakakakuha ng isang bahagyang negatibong singil (na tinutukoy ng σ-). Ang atom kung saan inilipat ang maximum na density ng elektron ay nakakakuha ng bahagyang positibong singil (tinutukoy na σ+). Ang mga electroly neutral na particle kung saan ang mga sentro ng partial negative at partial positive charges ay hindi nag-tutugma sa espasyo ay tinatawag na dipoles. Ang polarity ng isang bono ay sinusukat ng dipole moment (μ), na direktang proporsyonal sa magnitude ng mga singil at ang distansya sa pagitan ng mga ito.

kanin. Schematic na representasyon ng isang dipole

Listahan ng ginamit na panitikan

1. Popkov V. A., Puzakov S. A. Pangkalahatang kimika: aklat-aralin. - M.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 p.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Kasama ang. 32-35]

Noong 1916, iminungkahi ang unang lubos na pinasimple na mga teorya ng istraktura ng mga molekula, kung saan ginamit ang mga elektronikong representasyon: ang teorya ng Amerikanong pisikal na chemist na si G. Lewis (1875-1946) at ang Aleman na siyentipiko na si W. Kossel. Ayon sa teorya ng Lewis, ang pagbuo ng isang kemikal na bono sa isang diatomic molecule ay nagsasangkot ng mga valence electron ng dalawang atoms nang sabay-sabay. Samakatuwid, halimbawa, sa isang molekula ng hydrogen, sa halip na isang valence prime, nagsimula silang gumuhit ng isang pares ng elektron na bumubuo ng isang kemikal na bono:

Ang isang kemikal na bono na nabuo ng isang pares ng elektron ay tinatawag na isang covalent bond. Ang molekula ng hydrogen fluoride ay inilalarawan bilang mga sumusunod:

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga molekula ng mga simpleng sangkap (H2, F2, N2, O2) mula sa mga molekula kumplikadong mga sangkap(HF, NO, H2O, NH3) ay ang una ay walang dipole moment, habang ang huli ay mayroon. Ang dipole moment m ay tinukoy bilang produkto ganap na halaga singilin q sa pagitan ng dalawang magkasalungat na singil r:

Ang dipole moment m ng isang diatomic molecule ay maaaring matukoy sa dalawang paraan. Una, dahil ang molekula ay neutral sa kuryente, ang kabuuang positibong singil ng molekula Z" ay kilala (ito ay katumbas ng kabuuan ng mga singil ng atomic nuclei: Z" = ZA + ZB). Alam ang internuclear distance re, matutukoy ng isa ang lokasyon ng sentro ng grabidad ng positibong singil ng molekula. Ang halaga ng m molekula ay matatagpuan mula sa eksperimento. Samakatuwid, maaari mong mahanap ang r" - ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng grabidad ng positibo at kabuuang negatibong singil ng molekula:

Pangalawa, maaari nating ipagpalagay na kapag ang isang pares ng elektron na bumubuo ng isang kemikal na bono ay inilipat sa isa sa mga atomo, ang ilang labis na negatibong singil -q ay "lumalabas sa atom na ito at isang singil + q" ay lilitaw sa pangalawang atom. Ang distansya sa pagitan ng mga atom ay muling:

Ang dipole moment ng HF molecule ay 6.4h 10-30 clh m, H-F distansya ay katumbas ng 0.917× 10-10 m. Ang pagkalkula ng q "ay nagbibigay ng: q" = 0.4 elementary charge (ibig sabihin, ang singil ng isang electron). Dahil ang isang labis na negatibong singil ay lumitaw sa fluorine atom, nangangahulugan ito na ang pares ng elektron na bumubuo ng isang kemikal na bono sa HF molecule ay inilipat sa fluorine atom. Ang nasabing kemikal na bono ay tinatawag na covalent polar bond. Ang mga molekula ng uri A2 ay walang dipole moment. Ang mga kemikal na bono na bumubuo sa mga molekulang ito ay tinatawag covalent non-polar bonds.

Teorya ni Kossel ay iminungkahi na ilarawan ang mga molekula na nabuo aktibong metal(alkaline at alkaline earth) at mga aktibong non-metal (halogens, oxygen, nitrogen). Ang mga panlabas na valence electron ng mga metal na atom ay ang pinakamalayo na inalis mula sa atomic nucleus at samakatuwid ay medyo mahinang pinanatili ng metal na atom. Sa mga atomo mga elemento ng kemikal na matatagpuan sa parehong hilera ng Periodic system, kapag lumilipat mula kaliwa hanggang kanan, ang singil ng nucleus ay tumataas sa lahat ng oras, at ang mga karagdagang electron ay matatagpuan sa parehong layer ng elektron. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang panlabas na shell ng elektron ay lumiliit at ang mga electron ay mas mahigpit na hawak sa atom. Samakatuwid, sa molekula ng MeX, nagiging posible na ilipat ang mahina na napanatili na panlabas na valence electron ng metal na may paggasta ng enerhiya na katumbas ng potensyal ng ionization sa valence electron shell ng nonmetal atom na may paglabas ng enerhiya na katumbas ng electron affinity. . Bilang resulta, dalawang ions ang nabuo: Me+ at X-. Ang electrostatic interaction ng mga ion na ito ay isang kemikal na bono. Ang ganitong uri ng koneksyon ay tinatawag ionic.

Kung matukoy natin ang mga dipole na sandali ng mga molekula ng MeX sa mga pares, lumalabas na ang singil mula sa metal na atom ay hindi ganap na lumipat sa non-metal na atom, at ang kemikal na bono sa naturang mga molekula ay mas mahusay na inilarawan bilang isang covalent na mataas na polar na bono. Ang mga positibong metal na kasyon Me + at mga negatibong anion ng mga non-metal na atomo X- ay karaniwang umiiral sa mga site ng kristal na sala-sala ng mga kristal ng mga sangkap na ito. Ngunit sa kasong ito, ang bawat positibong metal ion una sa lahat ay nakikipag-ugnayan sa electrostatically sa pinakamalapit na nonmetal anion, pagkatapos ay sa mga metal cations, at iba pa. Iyon ay, sa mga ionic na kristal, ang mga bono ng kemikal ay delokalisado, at ang bawat ion sa kalaunan ay nakikipag-ugnayan sa lahat ng iba pang mga ion na pumapasok sa kristal, na isang higanteng molekula.

Kasama ng mahusay na tinukoy na mga katangian ng mga atom, tulad ng mga singil ng atomic nuclei, mga potensyal na ionization, electron affinity, hindi gaanong tinukoy na mga katangian ay ginagamit din sa kimika. Ang isa sa kanila ay electronegativity. Ito ay ipinakilala sa agham ng Amerikanong chemist na si L. Pauling. Isaalang-alang muna natin para sa mga elemento ng unang tatlong yugto ang data sa unang potensyal ng ionization at sa pagkakaugnay ng elektron.

Ang mga regularidad sa mga potensyal na ionization at pagkakaugnay ng elektron ay ganap na ipinaliwanag ng istruktura ng mga valence electron shell ng mga atomo. Ang electron affinity ng isang nakahiwalay na nitrogen atom ay mas mababa kaysa sa alkali metal atoms, bagaman ang nitrogen ay isang aktibong non-metal. Nasa mga molekula kapag nakikipag-ugnayan sa mga atomo ng iba pang mga elemento ng kemikal na pinatutunayan ng nitrogen na ito ay isang aktibong non-metal. Ito ang sinubukang gawin ni L. Pauling, na ipinakilala ang "electronegativity" bilang kakayahan ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal na ilipat ang isang pares ng elektron patungo sa kanilang sarili sa panahon ng pagbuo. covalent polar bond. Ang sukat ng electronegativity para sa mga elemento ng kemikal ay iminungkahi ni L. Pauling. Iniuugnay niya ang pinakamataas na electronegativity sa arbitrary na walang sukat na mga yunit sa fluorine - 4.0, oxygen - 3.5, chlorine at nitrogen - 3.0, bromine - 2.8. Ang likas na katangian ng pagbabago sa electronegativity ng mga atom ay ganap na tumutugma sa mga batas na ipinahayag sa Sistemang pana-panahon. Samakatuwid, ang paggamit ng konsepto electronegativity"Isinasalin lamang sa ibang wika ang mga pattern sa pagbabago sa mga katangian ng mga metal at non-metal na makikita na sa Periodic system.

Maraming mga metal sa solid state ay halos perpektong nabuong mga kristal.. Sa mga node ng kristal na sala-sala sa kristal ay mga atomo o positibong mga ion ng metal. Ang mga electron ng mga metal na atomo kung saan nabuo ang mga positibong ion, sa anyo ng isang electron gas, ay matatagpuan sa puwang sa pagitan ng mga node ng kristal na sala-sala at nabibilang sa lahat ng mga atomo at ion. Tinutukoy nila ang katangian ng metallic luster, mataas na electrical conductivity at thermal conductivity ng mga metal. Isang uri Ang chemical bonding, na ginagawa ng mga socialized electron sa isang metal na kristal, ay tinatawagmetalikong bono.

Noong 1819, eksperimento na itinatag ng mga siyentipikong Pranses na sina P. Dulong at A. Petit na ang kapasidad ng init ng molar ng halos lahat ng mga metal sa estadong mala-kristal ay 25 J/mol. Ngayon ay madali na nating ipaliwanag kung bakit ganito. Ang mga atomo ng mga metal sa mga node ng kristal na sala-sala ay palaging kumikilos - gumagawa sila ng mga paggalaw ng oscillatory. Ang kumplikadong paggalaw na ito ay maaaring mabulok sa tatlong simpleng oscillatory na paggalaw sa tatlong magkaparehong patayo na mga eroplano. Ang bawat oscillatory movement ay may sariling enerhiya at sariling batas ng pagbabago nito sa pagtaas ng temperatura - sarili nitong kapasidad ng init. Ang limitasyon ng halaga ng kapasidad ng init para sa anumang oscillatory motion ng mga atom ay katumbas ng R - ang Universal Gas Constant. Tatlong independiyenteng vibrational motions ng mga atom sa isang kristal ay tumutugma sa kapasidad ng init na katumbas ng 3R. Kapag ang mga metal ay pinainit, simula sa napakababang temperatura, ang kanilang kapasidad ng init ay tumataas mula sa zero. Sa silid at mas mataas na temperatura, ang kapasidad ng init ng karamihan sa mga metal ay umabot sa pinakamataas na halaga nito - 3R.

Kapag pinainit, ang kristal na sala-sala ng mga metal ay nawasak at pumasa sila sa isang tunaw na estado. Sa karagdagang pag-init, ang mga metal ay sumingaw. Sa mga singaw, maraming mga metal ang umiiral bilang mga molekula ng Me2. Sa mga molekulang ito, ang mga metal na atomo ay nakakabuo ng mga covalent nonpolar bond.

Ang fluorine ay isang kemikal na elemento (simbulo F, atomic number 9), isang non-metal na kabilang sa halogen group. Ito ang pinaka-aktibo at electronegative substance. Sa normal na temperatura at presyon, ang molekula ng fluorine ay maputlang dilaw na may formula na F 2 . Tulad ng ibang halides, ang molecular fluorine ay lubhang mapanganib at nagiging sanhi ng matinding pagkasunog ng kemikal kapag nadikit sa balat.

Paggamit

Ang fluorine at ang mga compound nito ay malawakang ginagamit, kabilang ang para sa produksyon ng mga parmasyutiko, agrochemical, panggatong at pampadulas, at mga tela. ay ginagamit upang mag-ukit ng salamin, habang ang fluorine plasma ay ginagamit upang makagawa ng semiconductor at iba pang mga materyales. Ang mababang konsentrasyon ng F ions sa toothpaste at inuming tubig ay maaaring makatulong na maiwasan ang mga karies ng ngipin, habang ang mas mataas na konsentrasyon ay matatagpuan sa ilang insecticides. Maraming pangkalahatang anesthetics ay hydrofluorocarbon derivatives. Ang 18 F isotope ay pinagmumulan ng mga positron para sa medical imaging sa pamamagitan ng positron emission tomography, at ang uranium hexafluoride ay ginagamit para sa uranium isotope separation at produksyon para sa nuclear power plants.

Kasaysayan ng pagtuklas

Ang mga mineral na naglalaman ng mga compound ng fluorine ay kilala maraming taon bago ang paghihiwalay ng elementong kemikal na ito. Halimbawa, ang mineral na fluorspar (o fluorite), na binubuo ng calcium fluoride, ay inilarawan noong 1530 ni George Agricola. Napansin niya na maaari itong gamitin bilang isang flux, isang sangkap na tumutulong sa pagpapababa ng punto ng pagkatunaw ng isang metal o mineral at tumutulong sa paglilinis ng nais na metal. Samakatuwid, nakuha ng fluorine ang Latin na pangalan nito mula sa salitang fluere ("daloy").

Noong 1670, natuklasan ng glassblower na si Heinrich Schwanhard na ang salamin ay nakaukit sa pamamagitan ng pagkilos ng calcium fluoride (fluorspar) na ginagamot sa acid. Nag-eksperimento si Carl Scheele at marami pang ibang mananaliksik, kabilang sina Humphrey Davy, Joseph-Louis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, Louis Thénard, ng hydrofluoric acid (HF), na madaling makuha sa pamamagitan ng paggamot sa CaF na may concentrated sulfuric acid.

Sa kalaunan, naging malinaw na ang HF ay naglalaman ng isang dating hindi kilalang elemento. Gayunpaman, dahil sa labis na reaktibiti nito, ang sangkap na ito ay hindi maaaring ihiwalay sa loob ng maraming taon. Ito ay hindi lamang mahirap ihiwalay mula sa mga compound, ngunit agad itong tumutugon sa kanilang iba pang mga bahagi. Ang paghihiwalay ng elemental na fluorine mula sa hydrofluoric acid ay lubhang mapanganib, at ang mga maagang pagtatangka ay nabulag at pumatay ng ilang mga siyentipiko. Ang mga taong ito ay naging kilala bilang mga "fluoride martyrs".

Pagtuklas at produksyon

Sa wakas, noong 1886, ang French chemist na si Henri Moissan ay nagawang ihiwalay ang fluorine sa pamamagitan ng electrolysis ng pinaghalong molten potassium fluoride at hydrofluoric acid. Para dito siya ay ginawaran Nobel Prize 1906 sa kimika. Ang kanyang electrolytic approach ay patuloy na ginagamit ngayon para sa industriyal na produksyon ng kemikal na elementong ito.

Ang unang malakihang produksyon ng fluorine ay nagsimula noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig. Ito ay kinakailangan para sa isa sa mga yugto ng paglikha ng isang atomic bomb bilang bahagi ng Manhattan Project. Ang fluorine ay ginamit upang makabuo ng uranium hexafluoride (UF 6 ), na ginamit naman upang paghiwalayin ang dalawang isotopes na 235 U at 238 U mula sa isa't isa. Sa ngayon, kailangan ang gas na UF 6 upang makagawa ng enriched uranium para sa nuclear power.

Ang pinakamahalagang katangian ng fluorine

Sa periodic table, ang elemento ay matatagpuan sa tuktok ng pangkat 17 (dating pangkat 7A), na tinatawag na halogen. Kasama sa iba pang mga halogens ang chlorine, bromine, yodo at astatine. Bilang karagdagan, ang F ay nasa ikalawang yugto sa pagitan ng oxygen at neon.

Ang purong fluorine ay isang corrosive gas (chemical formula F 2 ) na may katangian na masangsang na amoy na matatagpuan sa konsentrasyon na 20 nl kada litro ng volume. Bilang ang pinaka-reaktibo at electronegative sa lahat ng mga elemento, madali itong bumubuo ng mga compound kasama ng karamihan sa kanila. Ang fluorine ay masyadong reaktibo upang umiral sa kanyang elemental na anyo at may ganoong pagkakaugnay para sa karamihan ng mga materyales, kabilang ang silicon, na hindi ito maaaring ihanda o maiimbak sa mga lalagyan ng salamin. Sa mahalumigmig na hangin, ito ay tumutugon sa tubig, na bumubuo ng hindi gaanong mapanganib na hydrofluoric acid.

Ang fluorine, na nakikipag-ugnayan sa hydrogen, ay sumasabog kahit na sa mababang temperatura at sa dilim. Marahas itong tumutugon sa tubig upang bumuo ng hydrofluoric acid at oxygen gas. Ang iba't ibang mga materyales, kabilang ang mga pinong dispersed na metal at baso, ay nasusunog na may maliwanag na apoy sa isang jet ng gaseous fluorine. Bilang karagdagan, ang elementong kemikal na ito ay bumubuo ng mga compound na may mga noble gas na krypton, xenon at radon. Gayunpaman, hindi ito direktang tumutugon sa nitrogen at oxygen.

Sa kabila ng matinding aktibidad ng fluorine, magagamit na ngayon ang mga paraan para sa ligtas na paghawak at transportasyon nito. Ang elemento ay maaaring itago sa bakal o monel (nickel-rich alloy) na mga lalagyan, dahil nabubuo ang mga fluoride sa ibabaw ng mga materyales na ito, na pumipigil sa karagdagang reaksyon.

Ang mga fluoride ay mga sangkap kung saan ang fluorine ay naroroon bilang isang negatibong sisingilin na ion (F-) kasama ng ilang mga elementong may positibong charge. Ang mga fluorine compound na may mga metal ay kabilang sa mga pinaka-matatag na asin. Kapag natunaw sa tubig, nahahati sila sa mga ions. Ang iba pang anyo ng fluorine ay mga complex tulad ng - at H 2 F + .

isotopes

Mayroong maraming isotopes ng halogen na ito, mula 14 F hanggang 31 F. Ngunit ang isotopic na komposisyon ng fluorine ay kinabibilangan lamang ng isa sa mga ito, 19 F, na naglalaman ng 10 neutron, dahil ito lamang ang matatag. Ang radioactive isotope 18 F ay isang mahalagang mapagkukunan ng mga positron.

Biyolohikal na epekto

Ang fluorine sa katawan ay pangunahing matatagpuan sa mga buto at ngipin sa anyo ng mga ions. Ang fluoridation ng inuming tubig sa isang konsentrasyon na mas mababa sa isang bahagi bawat milyon ay makabuluhang binabawasan ang saklaw ng mga karies - ayon sa National Research Council ng National Academy of Sciences ng Estados Unidos. Sa kabilang banda, ang labis na akumulasyon ng fluoride ay maaaring humantong sa fluorosis, na nagpapakita ng sarili sa mga batik-batik na ngipin. Ang epektong ito ay kadalasang nakikita sa mga lugar kung saan ang nilalaman ng kemikal na elementong ito sa inuming tubig ay lumampas sa isang konsentrasyon na 10 ppm.

Ang mga elemental na fluorine at fluoride salt ay nakakalason at dapat pangasiwaan nang may matinding pag-iingat. Ang pagkakadikit sa balat o mata ay dapat na maingat na iwasan. Ang reaksyon sa balat ay gumagawa na mabilis na tumagos sa mga tisyu at tumutugon sa calcium sa mga buto, na sumisira sa kanila nang tuluyan.

Fluorine sa kapaligiran

Ang taunang pandaigdigang produksyon ng fluorite mineral ay humigit-kumulang 4 na milyong tonelada, at ang kabuuang kapasidad ng mga na-explore na deposito ay nasa loob ng 120 milyong tonelada. Ang mga pangunahing lugar para sa pagkuha ng mineral na ito ay Mexico, China at Kanlurang Europa.

Ang fluorine ay natural na nangyayari sa crust ng lupa kung saan ito ay matatagpuan sa mga bato, karbon at luad. Ang mga fluoride ay inilalabas sa hangin sa pamamagitan ng pagguho ng hangin ng mga lupa. Ang fluorine ay ang ika-13 pinaka-masaganang elemento ng kemikal sa crust ng lupa - ang nilalaman nito ay 950 ppm. Sa mga lupa, ang average na konsentrasyon nito ay humigit-kumulang 330 ppm. Ang hydrogen fluoride ay maaaring ilabas sa hangin bilang resulta ng mga proseso ng pagkasunog ng industriya. Ang mga fluoride na nasa hangin ay nahuhulog sa lupa o sa tubig. Kapag ang fluorine ay bumubuo ng isang bono na may napakaliit na mga particle, maaari itong manatili sa hangin sa mahabang panahon.

Sa atmospera, 0.6 bilyong bahagi ng kemikal na elementong ito ay naroroon sa anyo ng salt fog at mga organikong chlorine compound. Sa mga lunsod o bayan, ang konsentrasyon ay umabot sa 50 bahagi bawat bilyon.

Mga koneksyon

Ang fluorine ay isang kemikal na elemento na bumubuo ng malawak na hanay ng mga organic at inorganic na compound. Maaaring palitan ng mga chemist ang mga atomo ng hydrogen dito, sa gayon ay lumilikha ng maraming bagong mga sangkap. Ang mataas na reaktibo na halogen ay bumubuo ng mga compound na may mga marangal na gas. Noong 1962, na-synthesize ni Neil Bartlett ang xenon hexafluoroplatinate (XePtF6). Nakuha rin ang krypton at radon fluoride. Ang isa pang compound ay argon fluorohydride, na matatag lamang sa napakababang temperatura.

Industrial Application

Sa atomic at molekular na estado, ang fluorine ay ginagamit para sa pag-ukit ng plasma sa paggawa ng mga semiconductors, flat panel display, at microelectromechanical system. Ang hydrofluoric acid ay ginagamit upang mag-ukit ng salamin sa mga lamp at iba pang produkto.

Kasama ng ilan sa mga compound nito, ang fluorine ay isang mahalagang bahagi sa paggawa ng mga parmasyutiko, agrochemical, panggatong at pampadulas, at mga tela. Ang kemikal na elemento ay kailangan upang makabuo ng mga halogenated alkanes (halons), na, naman, ay malawakang ginagamit sa air conditioning at mga sistema ng pagpapalamig. Nang maglaon, ang gayong paggamit ng mga chlorofluorocarbon ay ipinagbawal dahil nakakatulong ito sa pagkasira ng ozone layer sa itaas na atmospera.

Ang sulfur hexafluoride ay isang sobrang inert, hindi nakakalason na gas na inuri bilang isang greenhouse gas. Kung walang fluorine, hindi posible ang paggawa ng mga low friction plastic tulad ng Teflon. Maraming anesthetics (eg sevoflurane, desflurane at isoflurane) ay CFC derivatives. Ang sodium hexafluoroaluminate (cryolite) ay ginagamit sa aluminum electrolysis.

Ang mga fluorine compound, kabilang ang NaF, ay ginagamit sa mga toothpaste upang maiwasan ang pagkabulok ng ngipin. Ang mga sangkap na ito ay idinaragdag sa mga suplay ng tubig sa munisipyo upang magbigay ng fluoridation ng tubig, gayunpaman ang pagsasanay ay itinuturing na kontrobersyal dahil sa epekto sa kalusugan ng tao. Sa mas mataas na konsentrasyon, ang NaF ay ginagamit bilang insecticide, lalo na para sa pagkontrol ng ipis.

Noong nakaraan, ang mga fluoride ay ginagamit upang bawasan ang mga ores at dagdagan ang kanilang pagkalikido. Ang fluorine ay isang mahalagang bahagi sa paggawa ng uranium hexafluoride, na ginagamit upang paghiwalayin ang mga isotopes nito. Ang 18 F, isang radioactive isotope na may 110 minuto, ay naglalabas ng mga positron at kadalasang ginagamit sa medical positron emission tomography.

Mga pisikal na katangian ng fluorine

Ang mga pangunahing katangian ng isang elemento ng kemikal ay ang mga sumusunod:

• Mass ng atom 18.9984032 g/mol.
• Electronic configuration 1s 2 2s 2 2p 5 .
• Ang estado ng oksihenasyon ay -1.
• Densidad 1.7 g/l.
• Natutunaw na punto 53.53 K.
• Boiling point 85.03 K.
• Kapasidad ng init 31.34 J/(K mol).

Ang mga kemikal na particle na nabuo mula sa dalawa o higit pang mga atom ay tinatawag mga molekula(totoo o may kondisyon mga yunit ng formula polyatomic substance). Ang mga atomo sa mga molekula ay chemically bonded.

Ang kemikal na bono ay isang elektrikal na puwersa ng pagkahumaling na humahawak ng mga particle na magkasama. Bawat chemical bond sa mga pormula sa istruktura parang linya ng valence, Halimbawa:

H - H (bond sa pagitan ng dalawang hydrogen atoms);

H 3 N - H + (bond sa pagitan ng nitrogen atom ng ammonia molecule at ng hydrogen cation);

(K +) - (I -) (bond sa pagitan ng potassium cation at iodide ion).

Ang isang kemikal na bono ay nabuo sa pamamagitan ng isang pares ng mga electron (), na sa mga elektronikong pormula ng mga kumplikadong particle (mga molekula, kumplikadong mga ion) ay kadalasang pinapalitan ng isang valence line, kabaligtaran sa kanilang sarili, hindi nakabahaging mga pares ng elektron ng mga atomo, halimbawa:

Ang kemikal na bono ay tinatawag covalent, kung ito ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasapanlipunan ng isang pares ng mga electron ng parehong mga atomo.

Sa molekula ng F 2, ang parehong mga atomo ng fluorine ay may parehong electronegativity, samakatuwid, ang pagkakaroon ng isang pares ng elektron ay pareho para sa kanila. Ang nasabing kemikal na bono ay tinatawag na non-polar, dahil ang bawat fluorine atom ay mayroon density ng elektron pareho sa elektronikong pormula Ang mga molekula ay maaaring kondisyon na nahahati sa pagitan ng mga ito nang pantay:

Sa molekula ng HCl, ang bono ng kemikal ay mayroon na polar, dahil ang densidad ng elektron sa chlorine atom (isang elemento na may higit na electronegativity) ay mas mataas kaysa sa hydrogen atom:

Ang isang covalent bond, halimbawa H - H, ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng pagbabahagi ng mga electron ng dalawang neutral na atomo:

H + H > H – H

Ang mekanismo ng pagbubuklod na ito ay tinatawag palitan o katumbas.

Ayon sa isa pang mekanismo, ang parehong covalent bond H - H ay bumangon kapag ang pares ng electron ng hydride ion H ay na-socialize ng hydrogen cation H +:

H ++ (:H) - > H - H

Ang H + cation sa kasong ito ay tinatawag tumanggap at ang anion H - donor pares ng elektron. Ang mekanismo ng pagbuo ng isang covalent bond sa kasong ito ay magiging donor-acceptor, o koordinasyon.

Ang mga solong bono (H - H, F - F, H - CI, H - N) ay tinatawag a-link, tinutukoy nila ang geometric na hugis ng mga molekula.

Ang double at triple bond () ay naglalaman ng isang?-bahagi at isa o dalawang?-bahagi; ?-component, na kung saan ay ang pangunahing at may kondisyon na unang nabuo, ay palaging mas malakas kaysa sa?-mga bahagi.

Ang pisikal (aktwal na masusukat) na mga katangian ng isang kemikal na bono ay ang enerhiya, haba, at polarity nito.

Enerhiya ng kemikal na bono (E cv) ay ang init na inilabas sa panahon ng pagbuo ng bono na ito at ginugugol sa pagsira nito. Para sa parehong mga atom, ang isang solong bono ay palaging mas mahina kaysa sa maramihang (doble, triple).

Haba ng bono ng kemikal (l s) - internuclear na distansya. Para sa parehong mga atom, ang isang solong bono ay palaging mas matagal kaysa sa maramihan.

Polarity nasusukat ang komunikasyon electric dipole moment p- ang produkto ng isang tunay na singil sa kuryente (sa mga atom ng isang ibinigay na bono) sa pamamagitan ng haba ng dipole (ibig sabihin, ang haba ng bono). Kung mas malaki ang dipole moment, mas mataas ang polarity ng bond. Ang tunay na mga singil sa kuryente sa mga atomo sa isang covalent bond ay palaging mas maliit sa halaga kaysa sa mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento, ngunit nag-tutugma sila sa tanda; halimbawa, para sa H + I -Cl -I bond, ang mga tunay na singil ay H +0 "17 -Cl -0" 17 (bipolar particle, o dipole).

Polarity ng mga molekula tinutukoy ng kanilang komposisyon at geometric na hugis.

Non-polar (p = O) magiging:

a) mga molekula simple lang mga sangkap, dahil naglalaman lamang sila ng mga non-polar covalent bond;

b) polyatomic mga molekula mahirap mga sangkap, kung ang kanilang geometriko na hugis simetriko.

Halimbawa, ang mga molekula ng CO 2, BF 3 at CH 4 ay may mga sumusunod na direksyon ng pantay (kahabaan) ng mga vector ng bono:

Kapag ang mga vector ng bono ay idinagdag, ang kanilang kabuuan ay palaging nawawala, at ang mga molekula sa kabuuan ay hindi polar, bagama't naglalaman ang mga ito ng mga polar bond.

Polar (p> O) ay magiging:

a) diatomic mga molekula mahirap mga sangkap, dahil naglalaman lamang sila ng mga polar bond;

b) polyatomic mga molekula mahirap mga sangkap, kung ang kanilang istraktura asymmetrically, ibig sabihin, ang kanilang geometric na hugis ay alinman sa hindi kumpleto o distorted, na humahantong sa hitsura ng isang kabuuang electric dipole, halimbawa, sa mga molekula ng NH 3, H 2 O, HNO 3 at HCN.

Ang mga kumplikadong ion, tulad ng NH 4 + , SO 4 2- at NO 3 - , ay hindi maaaring maging dipoles sa prinsipyo, nagdadala lamang sila ng isang (positibo o negatibo) na singil.

Ionic na bono lumitaw sa panahon ng electrostatic attraction ng mga cation at anion na halos walang pagsasapanlipunan ng isang pares ng mga electron, halimbawa, sa pagitan ng K + at I -. Ang potassium atom ay may kakulangan ng electron density, ang iodine atom ay may labis. Ang koneksyon na ito ay isinasaalang-alang naglilimita kaso ng isang covalent bond, dahil ang isang pares ng mga electron ay halos nasa pag-aari ng anion. Ang ganitong koneksyon ay pinakakaraniwang para sa mga compound ng tipikal na mga metal at non-metal (CsF, NaBr, CaO, K 2 S, Li 3 N) at mga sangkap ng klase ng asin (NaNO 3, K 2 SO 4, CaCO 3). Ang lahat ng mga compound na ito sa mga kondisyon ng silid ay mga kristal na sangkap, na pinag-isa ng karaniwang pangalan mga ionic na kristal(mga kristal na binuo mula sa mga cation at anion).

May isa pang uri ng koneksyon na tinatawag metalikong bono, kung saan ang mga valence electron ay napakaluwag na hawak ng mga metal na atomo na hindi talaga sila nabibilang sa mga partikular na atomo.

Ang mga atomo ng mga metal, na naiwan nang walang panlabas na mga electron na malinaw na pag-aari sa kanila, ay nagiging, kumbaga, mga positibong ion. Nabubuo sila metal na kristal na sala-sala. Ang hanay ng mga socialized valence electron ( electron gas) pinagsasama-sama ang mga positibong ion ng metal at sa mga partikular na lugar ng sala-sala.

Bilang karagdagan sa mga ionic at metal na kristal, mayroon ding atomic at molekular mga mala-kristal na sangkap, sa mga site ng sala-sala kung saan mayroong mga atomo o molekula, ayon sa pagkakabanggit. Mga halimbawa: brilyante at grapayt - mga kristal na may atomic na sala-sala, iodine I 2 at carbon dioxide CO 2 (dry ice) - mga kristal na may molecular lattice.

Ang mga bono ng kemikal ay umiiral hindi lamang sa loob ng mga molekula ng mga sangkap, ngunit maaari ring mabuo sa pagitan ng mga molekula, halimbawa, para sa likidong HF, tubig H 2 O at isang halo ng H 2 O + NH 3:

hydrogen bond nabuo dahil sa mga puwersa ng electrostatic attraction ng mga polar molecule na naglalaman ng mga atomo ng pinaka-electronegative na elemento - F, O, N. Halimbawa, ang mga hydrogen bond ay naroroon sa HF, H 2 O at NH 3, ngunit wala sila sa HCl, H 2 S at PH 3.

Ang mga hydrogen bond ay hindi matatag at madaling masira, halimbawa, kapag natunaw ang yelo at kumukulo ang tubig. Gayunpaman, ang ilang karagdagang enerhiya ay ginugugol sa pagsira sa mga bono na ito, at samakatuwid ang mga punto ng pagkatunaw (Talahanayan 5) at mga punto ng kumukulo ng mga sangkap na may mga bono ng hydrogen

(halimbawa, HF at H 2 O) ay makabuluhang mas mataas kaysa sa mga katulad na sangkap, ngunit walang hydrogen bond (halimbawa, HCl at H 2 S, ayon sa pagkakabanggit).

Maraming mga organikong compound din ang bumubuo ng mga bono ng hydrogen; mahalagang papel Ang hydrogen bond ay gumaganap sa mga biological na proseso.

Mga halimbawa ng mga takdang-aralin sa Bahagi A

1. Ang mga sangkap na may lamang covalent bond ay

1) SiH 4, Cl 2 O, CaBr 2

2) NF 3, NH 4 Cl, P 2 O 5

3) CH 4 , HNO 3 , Na(CH 3 O)

4) CCl 2 O, I 2, N 2 O

2–4. covalent bond

2. walang asawa

3. doble

4. triple

naroroon sa bagay

5. Maramihang mga bono ang naroroon sa mga molekula

6. Ang mga particle na tinatawag na radicals ay

7. Ang isa sa mga bono ay nabuo sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor sa hanay ng mga ion

1) SO 4 2-, NH 4 +

2) H 3 O +, NH 4 +

3) PO 4 3-, NO 3 -

4) PH 4 + , SO 3 2-

8. Ang pinaka matibay at maikli bono - sa isang molekula

9. Mga sangkap na may lamang ionic bond - sa set

2) NH 4 Cl, SiCl 4

10–13. Ang kristal na sala-sala ng bagay

13. Va (OH) 2

1) metal

Gawain bilang 1

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang compound kung saan mayroong isang ionic na kemikal na bono.

• 1. Ca(ClO 2) 2
• 2. HClO 3
• 3.NH4Cl
• 4. HClO 4
• 5.Cl2O7

Sagot: 13

Sa karamihan ng mga kaso, ang pagkakaroon ng isang ionic na uri ng bono sa isang tambalan ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga istrukturang yunit nito ay sabay-sabay na kinabibilangan ng mga atomo ng isang tipikal na metal at non-metal na mga atomo.

Sa batayan na ito, itinatag namin na mayroong isang ionic bond sa compound number 1 - Ca(ClO 2) 2, dahil sa pormula nito, makikita ang mga atomo ng isang tipikal na metal na calcium at mga atomo ng hindi metal - oxygen at chlorine.

Gayunpaman, wala nang mga compound na naglalaman ng parehong metal at non-metal na mga atom sa listahang ito.

Kabilang sa mga compound na ipinahiwatig sa pagtatalaga ay mayroong ammonium chloride, kung saan ang ionic bond ay natanto sa pagitan ng ammonium cation NH 4 + at ang chloride ion Cl − .

Gawain bilang 2

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang compound kung saan ang uri ng chemical bond ay kapareho ng sa fluorine molecule.

1) oxygen

2) nitric oxide (II)

3) hydrogen bromide

4) sodium iodide

Isulat ang mga numero ng mga napiling koneksyon sa field ng sagot.

Sagot: 15

Ang molekula ng fluorine (F 2) ay binubuo ng dalawang atomo ng isang di-metal na elemento ng kemikal, samakatuwid ang kemikal na bono sa molekula na ito ay covalent non-polar.

Ang isang covalent non-polar bond ay maaari lamang matanto sa pagitan ng mga atomo ng parehong kemikal na elemento ng isang non-metal.

Sa mga iminungkahing opsyon, tanging ang oxygen at brilyante ang may covalent non-polar na uri ng bono. Ang molekula ng oxygen ay diatomic, ay binubuo ng mga atomo ng isang kemikal na elemento ng isang non-metal. Ang brilyante ay may atomic na istraktura at sa istraktura nito ang bawat carbon atom, na isang non-metal, ay nakagapos sa 4 pang carbon atoms.

Ang nitric oxide (II) ay isang sangkap na binubuo ng mga molekula na nabuo ng mga atomo ng dalawang magkaibang di-metal. Dahil ang electronegativity ng iba't ibang mga atom ay palaging naiiba, ang nakabahaging pares ng elektron sa molekula ay inililipat patungo sa mas electronegative na elemento, sa kasong ito ay oxygen. Kaya, ang bono sa NO molecule ay covalent polar.

Ang hydrogen bromide ay binubuo din ng mga diatomic molecule na binubuo ng hydrogen at bromine atoms. Ang ibinahaging pares ng elektron na bumubuo sa bono ng H-Br ay inilipat sa mas electronegative bromine atom. Ang kemikal na bono sa molekula ng HBr ay covalent polar din.

Ang sodium iodide ay isang ionic substance na nabuo ng isang metal cation at isang iodide anion. Ang bono sa molekula ng NaI ay nabuo dahil sa paglipat ng isang elektron mula sa 3 s-orbital ng sodium atom (ang sodium atom ay nagiging cation) sa isang kulang sa laman 5 p-orbital ng iodine atom (ang iodine atom ay nagiging anion). Ang nasabing kemikal na bono ay tinatawag na ionic.

Gawain bilang 3

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang sangkap sa pagitan ng mga molekula kung saan nabuo ang mga bono ng hydrogen.

• 1. C 2 H 6
• 2.C2H5OH
• 3.H2O
• 4. CH 3 OCH 3
• 5. CH 3 COCH 3

Isulat ang mga numero ng mga napiling koneksyon sa field ng sagot.

Sagot: 23

Paliwanag:

Nagaganap ang mga hydrogen bond sa mga sangkap ng isang molekular na istraktura, kung saan mayroong mga covalent bond na H-O, H-N, H-F. Yung. covalent bond ng hydrogen atom na may mga atom ng tatlong kemikal na elemento na may pinakamataas na electronegativity.

Kaya, malinaw naman, may mga hydrogen bond sa pagitan ng mga molekula:

2) mga alkohol

3) mga phenol

4) mga carboxylic acid

5) ammonia

6) pangunahin at pangalawang amin

7) hydrofluoric acid

Gawain bilang 4

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang compound na may ionic na kemikal na bono.

• 1. PCl 3
• 2.CO2
• 3.NaCl
• 4. H 2 S
• 5. MgO

Isulat ang mga numero ng mga napiling koneksyon sa field ng sagot.

Sagot: 35

Paliwanag:

Sa napakaraming mga kaso, maaari itong tapusin na mayroong isang ionic na uri ng bono sa isang tambalan sa pamamagitan ng katotohanan na ang komposisyon ng mga istrukturang yunit ng isang sangkap ay sabay-sabay na kinabibilangan ng mga atomo ng isang tipikal na metal at non-metal na mga atomo.

Sa batayan na ito, itinatag namin na mayroong isang ionic bond sa compound number 3 (NaCl) at 5 (MgO).

Tandaan*

Bilang karagdagan sa tampok sa itaas, ang pagkakaroon ng isang ionic bond sa isang tambalan ay masasabi kung ang yunit ng istruktura nito ay naglalaman ng isang ammonium cation (NH 4 +) o ang mga organikong analog nito - alkyl ammonium RNH 3 +, dialkylammonium R 2 NH 2 +, trialkylammonium R 3 NH cations + o tetraalkylammonium R 4 N + , kung saan ang R ay ilang hydrocarbon radical. Halimbawa, uri ng ion ang bono ay nagaganap sa tambalan (CH 3) 4 NCl sa pagitan ng cation (CH 3) 4 + at ng chloride ion Cl - .

Gawain bilang 5

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang sangkap na may parehong uri ng istraktura.

4) asin

Isulat ang mga numero ng mga napiling koneksyon sa field ng sagot.

Sagot: 23

Gawain bilang 8

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang sangkap na hindi molekular na istraktura.

2) oxygen

3) puting posporus

5) silikon

Isulat ang mga numero ng mga napiling koneksyon sa field ng sagot.

Sagot: 45

Gawain bilang 11

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang sangkap sa mga molekula kung saan mayroong dobleng bono sa pagitan ng mga atomo ng carbon at oxygen.

3) pormaldehayd

4) acetic acid

5) gliserin

Isulat ang mga numero ng mga napiling koneksyon sa field ng sagot.

Sagot: 34

Gawain bilang 14

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang sangkap na may ionic bond.

1) oxygen

3) carbon monoxide (IV)

4) sodium chloride

5) calcium oxide

Isulat ang mga numero ng mga napiling koneksyon sa field ng sagot.

Sagot: 45

Gawain bilang 15

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang sangkap na may parehong uri ng kristal na sala-sala gaya ng brilyante.

1) silica SiO 2

2) sodium oxide Na 2 O

3) carbon monoxide CO

4) puting posporus P 4

5) silikon Si

Isulat ang mga numero ng mga napiling koneksyon sa field ng sagot.

Sagot: 15

Gawain bilang 20

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang sangkap sa mga molekula kung saan mayroong isang triple bond.

• 1. HCOOH
• 2.HCOH
• 3. C 2 H 4
• 4. N 2
• 5.C2H2

Isulat ang mga numero ng mga napiling koneksyon sa field ng sagot.

Sagot: 45

Paliwanag:

Upang mahanap ang tamang sagot, iguhit natin ang mga istrukturang formula ng mga compound mula sa listahang ipinakita:

Kaya, nakikita natin na ang triple bond ay umiiral sa mga molekula ng nitrogen at acetylene. Yung. tamang sagot 45

Gawain bilang 21

Mula sa iminungkahing listahan, pumili ng dalawang sangkap sa mga molekula kung saan mayroong isang covalent non-polar bond.

Mga tema GAMITIN ang codifier: Covalent chemical bond, mga uri at mekanismo ng pagbuo nito. Mga katangian ng isang covalent bond (polarity at bond energy). Ionic na bono. Koneksyon ng metal. hydrogen bond

Mga bono ng kemikal na intramolecular

Isaalang-alang muna natin ang mga bono na lumitaw sa pagitan ng mga particle sa loob ng mga molekula. Ang ganitong mga koneksyon ay tinatawag intramolecular.

kemikal na dumidikit sa pagitan ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal ay may likas na electrostatic at nabubuo dahil sa pakikipag-ugnayan ng panlabas (valence) na mga electron, sa higit pa o mas kaunting antas hawak ng positively charged nuclei nakagapos na mga atomo.

Ang pangunahing konsepto dito ay ELECTRONEGNATIVITY. Siya ang nagtatakda ng uri ng kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo at ang mga katangian ng bono na ito.

ay ang kakayahan ng isang atom na akitin (hawakan) panlabas(valence) mga electron. Ang electronegativity ay tinutukoy ng antas ng pagkahumaling ng mga panlabas na electron sa nucleus at higit na nakasalalay sa radius ng atom at ang singil ng nucleus.

Ang electronegativity ay mahirap matukoy nang hindi malabo. Si L. Pauling ay nag-compile ng isang table ng relative electronegativity (batay sa bond energies ng diatomic molecules). Ang pinaka electronegative na elemento ay fluorine may kahulugan 4 .

Mahalagang tandaan na sa iba't ibang mga mapagkukunan maaari kang makahanap ng iba't ibang mga kaliskis at talahanayan ng mga halaga ng electronegativity. Hindi ito dapat katakutan, dahil ang pagbuo ng isang kemikal na bono ay gumaganap ng isang papel atoms, at ito ay halos pareho sa anumang sistema.

Kung ang isa sa mga atomo sa kemikal na bono A:B ay nakakaakit ng mga electron nang mas malakas, kung gayon ang pares ng elektron ay inililipat patungo dito. Ang higit pa pagkakaiba sa electronegativity atoms, mas ang pares ng elektron ay inilipat.

Kung ang mga halaga ng electronegativity ng mga nakikipag-ugnay na atom ay pantay o humigit-kumulang pantay: EO(A)≈EO(V), kung gayon ang nakabahaging pares ng elektron ay hindi inilipat sa alinman sa mga atomo: A: B. Ang ganitong koneksyon ay tinatawag covalent non-polar.

Kung ang electronegativity ng mga nakikipag-ugnay na atom ay naiiba, ngunit hindi gaanong (ang pagkakaiba sa electronegativity ay humigit-kumulang mula 0.4 hanggang 2: 0,4<ΔЭО<2 ), pagkatapos ay ang pares ng elektron ay inilipat sa isa sa mga atomo. Ang ganitong koneksyon ay tinatawag covalent polar .

Kung ang electronegativity ng mga nakikipag-ugnay na atom ay makabuluhang naiiba (ang pagkakaiba sa electronegativity ay mas malaki kaysa sa 2: ΔEO>2), pagkatapos ang isa sa mga electron ay halos ganap na pumasa sa isa pang atom, kasama ang pagbuo mga ion. Ang ganitong koneksyon ay tinatawag ionic.

Ang mga pangunahing uri ng mga bono ng kemikal ay − covalent, ionic at metaliko mga koneksyon. Isaalang-alang natin ang mga ito nang mas detalyado.

covalent chemical bond

covalent bond – ito ay isang chemical bond binuo ng pagbuo ng isang karaniwang pares ng elektron A:B . Sa kasong ito, dalawang atoms magkakapatong atomic orbitals. Ang isang covalent bond ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga atom na may maliit na pagkakaiba sa electronegativity (bilang panuntunan, sa pagitan ng dalawang di-metal) o mga atomo ng isang elemento.

Mga pangunahing katangian ng mga covalent bond

• oryentasyon,
• saturability,
• polarity,
• porizability.

Ang mga katangian ng bono na ito ay nakakaapekto sa kemikal at pisikal na mga katangian ng mga sangkap.

Direksyon ng komunikasyon nagpapakilala sa istrukturang kemikal at anyo ng mga sangkap. Ang mga anggulo sa pagitan ng dalawang bono ay tinatawag na mga anggulo ng bono. Halimbawa, sa isang molekula ng tubig, ang anggulo ng bono ng H-O-H ay 104.45 o, kaya polar ang molekula ng tubig, at sa molekula ng methane, ang anggulo ng bono ng H-C-H ay 108 o 28 ′.

Saturability ay ang kakayahan ng mga atomo na bumuo ng limitadong bilang ng mga covalent chemical bond. Ang bilang ng mga bono na maaaring mabuo ng isang atom ay tinatawag.

Polarity Ang mga bono ay lumitaw dahil sa hindi pantay na pamamahagi ng density ng elektron sa pagitan ng dalawang atom na may magkaibang electronegativity. Ang mga covalent bond ay nahahati sa polar at non-polar.

Polarizability mga koneksyon ay ang kakayahan ng mga bond electron na maalis sa pamamagitan ng panlabas na electric field(sa partikular, ang electric field ng isa pang particle). Ang polarizability ay depende sa mobility ng elektron. Ang mas malayo ang elektron ay mula sa nucleus, mas mobile ito, at, nang naaayon, ang molekula ay mas polarisable.

Covalent non-polar chemical bond

Mayroong 2 uri ng covalent bonding - POLAR at HINDI POLAR .

Halimbawa . Isaalang-alang ang istraktura ng hydrogen molecule H 2 . Ang bawat hydrogen atom ay nagdadala ng 1 hindi pares na elektron sa panlabas na antas ng enerhiya nito. Upang ipakita ang isang atom, ginagamit namin ang istraktura ng Lewis - ito ay isang diagram ng istraktura ng panlabas na antas ng enerhiya ng isang atom, kapag ang mga electron ay tinutukoy ng mga tuldok. Ang mga modelo ng istruktura ng Lewis point ay isang magandang tulong kapag nagtatrabaho sa mga elemento ng ikalawang yugto.

H. + . H=H:H

Kaya, ang molekula ng hydrogen ay may isang karaniwang pares ng elektron at isang bono ng kemikal na H-H. Ang pares ng elektron na ito ay hindi inilipat sa alinman sa mga atomo ng hydrogen, dahil ang electronegativity ng hydrogen atoms ay pareho. Ang ganitong koneksyon ay tinatawag covalent non-polar .

Covalent non-polar (symmetrical) bond - ito ay isang covalent bond na nabuo ng mga atomo na may pantay na electronegativity (bilang panuntunan, ang parehong mga non-metal) at, samakatuwid, na may pare-parehong pamamahagi ng density ng elektron sa pagitan ng nuclei ng mga atom.

Ang dipole moment ng nonpolar bonds ay 0.

Mga halimbawa: H 2 (H-H), O 2 (O=O), S 8 .

Covalent polar chemical bond

covalent polar bond ay isang covalent bond na nangyayari sa pagitan mga atom na may iba't ibang electronegativity (karaniwan, iba't ibang di-metal) at nailalarawan displacement karaniwang pares ng elektron sa isang mas electronegative na atom (polarization).

Ang densidad ng elektron ay inilipat sa isang mas electronegative na atom - samakatuwid, isang bahagyang negatibong singil (δ-) ang lumitaw dito, at isang bahagyang positibong singil ay lumitaw sa isang mas kaunting electronegative na atom (δ+, delta +).

Kung mas malaki ang pagkakaiba sa electronegativity ng mga atomo, mas mataas polarity koneksyon at higit pa dipole moment . Sa pagitan ng mga kalapit na molekula at mga singil na magkasalungat sa sign, kumikilos ang mga karagdagang kaakit-akit na pwersa, na tumataas lakas mga koneksyon.

Ang polarity ng bono ay nakakaapekto sa pisikal at kemikal na mga katangian ng mga compound. Ang mga mekanismo ng reaksyon at maging ang reaktibiti ng mga kalapit na bono ay nakasalalay sa polarity ng bono. Ang polarity ng isang bono ay madalas na tinutukoy polarity ng molekula at sa gayon ay direktang nakakaapekto sa mga pisikal na katangian tulad ng punto ng kumukulo at punto ng pagkatunaw, solubility sa mga polar solvents.

Mga halimbawa: HCl, CO 2 , NH 3 .

Mga mekanismo para sa pagbuo ng isang covalent bond

Ang isang covalent chemical bond ay maaaring mangyari sa pamamagitan ng 2 mekanismo:

1. mekanismo ng palitan ang pagbuo ng isang covalent chemical bond ay kapag ang bawat particle ay nagbibigay ng isang hindi pares na elektron para sa pagbuo ng isang karaniwang pares ng elektron:

A . + . B= A:B

2. Ang pagbuo ng isang covalent bond ay isang mekanismo kung saan ang isa sa mga particle ay nagbibigay ng hindi nakabahaging pares ng elektron, at ang isa pang particle ay nagbibigay ng isang bakanteng orbital para sa pares ng elektron na ito:

A: + B= A:B

Sa kasong ito, ang isa sa mga atom ay nagbibigay ng hindi nakabahaging pares ng elektron ( donor), at ang ibang atom ay nagbibigay ng bakanteng orbital para sa pares na ito ( tumanggap). Bilang resulta ng pagbuo ng isang bono, ang parehong enerhiya ng elektron ay bumababa, i.e. ito ay kapaki-pakinabang para sa mga atomo.

Isang covalent bond na nabuo ng mekanismo ng donor-acceptor, ay hindi naiiba sa pamamagitan ng mga katangian mula sa iba pang mga covalent bond na nabuo sa pamamagitan ng mekanismo ng palitan. Ang pagbuo ng isang covalent bond ng mekanismo ng donor-acceptor ay tipikal para sa mga atom na may malaking bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya (mga donor ng elektron), o kabaliktaran, na may napakaliit na bilang ng mga electron (mga electron acceptor). Ang mga posibilidad ng valence ng mga atom ay isinasaalang-alang nang mas detalyado sa kaukulang.

Ang isang covalent bond ay nabuo sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor:

- sa isang molekula carbon monoxide CO(ang bono sa molekula ay triple, 2 bono ang nabuo sa pamamagitan ng mekanismo ng palitan, isa sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor): C≡O;

- v ammonium ion NH 4 +, sa mga ion mga organikong amine, halimbawa, sa methylammonium ion CH 3 -NH 2 + ;

- v mga kumplikadong compound, isang kemikal na bono sa pagitan ng gitnang atom at mga grupo ng mga ligand, halimbawa, sa sodium tetrahydroxoaluminate Na ang bono sa pagitan ng aluminum at hydroxide ions;

- v nitric acid at mga asin nito- nitrates: HNO 3 , NaNO 3 , sa ilang iba pang nitrogen compound;

- sa isang molekula ozone O 3 .

Mga pangunahing katangian ng isang covalent bond

Ang isang covalent bond, bilang panuntunan, ay nabuo sa pagitan ng mga atomo ng mga di-metal. Ang mga pangunahing katangian ng isang covalent bond ay haba, enerhiya, multiplicity at directivity.

Dami ng bono ng kemikal

Dami ng bono ng kemikal - ito ang bilang ng mga nakabahaging pares ng elektron sa pagitan ng dalawang atom sa isang tambalan. Ang multiplicity ng bono ay madaling matukoy mula sa halaga ng mga atom na bumubuo sa molekula.

halimbawa , sa hydrogen molecule H 2 ang bond multiplicity ay 1, dahil ang bawat hydrogen ay mayroon lamang 1 hindi pares na elektron sa panlabas na antas ng enerhiya, samakatuwid, isang karaniwang pares ng elektron ang nabuo.

Sa molekula ng oxygen O 2, ang multiplicity ng bono ay 2, dahil bawat atom ay may 2 hindi magkapares na electron sa panlabas na antas ng enerhiya nito: O=O.

Sa nitrogen molecule N 2, ang bond multiplicity ay 3, dahil sa pagitan ng bawat atom ay mayroong 3 hindi magkapares na electron sa panlabas na antas ng enerhiya, at ang mga atom ay bumubuo ng 3 karaniwang mga pares ng elektron N≡N.

Haba ng covalent bond

Haba ng bono ng kemikal ay ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng nuclei ng mga atom na bumubuo ng isang bono. Natutukoy ito sa pamamagitan ng mga eksperimentong pisikal na pamamaraan. Ang haba ng bono ay maaaring tantiyahin nang humigit-kumulang, ayon sa tuntunin ng additivity, ayon sa kung saan ang haba ng bono sa molekula ng AB ay humigit-kumulang katumbas ng kalahati ng kabuuan ng mga haba ng bono sa mga molekula ng A 2 at B 2:

Ang haba ng isang kemikal na bono ay maaaring halos tantiyahin kasama ang radii ng mga atom, bumubuo ng isang bono, o sa pamamagitan ng multiplicity ng komunikasyon kung ang radii ng mga atom ay hindi masyadong naiiba.

Sa pagtaas ng radii ng mga atom na bumubuo ng isang bono, tataas ang haba ng bono.

halimbawa

Sa pagtaas ng multiplicity ng mga bono sa pagitan ng mga atomo (na ang atomic radii ay hindi naiiba, o bahagyang naiiba), ang haba ng bono ay bababa.

halimbawa . Sa serye: C–C, C=C, C≡C, bumababa ang haba ng bond.

Enerhiya ng bono

Ang isang sukatan ng lakas ng isang kemikal na bono ay ang enerhiya ng bono. Enerhiya ng bono ay tinutukoy ng enerhiya na kinakailangan upang masira ang bono at alisin ang mga atomo na bumubuo sa bono na ito sa isang walang katapusang distansya mula sa isa't isa.

Ang covalent bond ay napakatibay. Ang enerhiya nito ay mula sa ilang sampu hanggang ilang daang kJ/mol. Kung mas malaki ang enerhiya ng bono, mas malaki ang lakas ng bono, at kabaliktaran.

Ang lakas ng isang kemikal na bono ay nakasalalay sa haba ng bono, polarity ng bono, at multiplicity ng bono. Kung mas mahaba ang bono ng kemikal, mas madali itong masira, at mas mababa ang enerhiya ng bono, mas mababa ang lakas nito. Kung mas maikli ang chemical bond, mas malakas ito, at mas malaki ang bond energy.

halimbawa, sa serye ng mga compound HF, HCl, HBr mula kaliwa hanggang kanan ang lakas ng bono ng kemikal bumababa, dahil ang haba ng bono ay tumataas.

Ionic na kemikal na bono

Ionic na bono ay isang kemikal na bono batay sa electrostatic attraction ng mga ions.

mga ion ay nabuo sa proseso ng pagtanggap o pagbibigay ng mga electron sa pamamagitan ng mga atomo. Halimbawa, ang mga atomo ng lahat ng mga metal ay mahinang humahawak sa mga electron ng panlabas na antas ng enerhiya. Samakatuwid, ang mga atomo ng metal ay nailalarawan mga katangian ng pagpapanumbalik ang kakayahang mag-abuloy ng mga electron.

Halimbawa. Ang sodium atom ay naglalaman ng 1 electron sa ika-3 antas ng enerhiya. Madaling ibigay ito, ang sodium atom ay bumubuo ng mas matatag na Na + ion, na may electron configuration ng noble neon gas na Ne. Ang sodium ion ay naglalaman ng 11 proton at 10 electron lamang, kaya ang kabuuang singil ng ion ay -10+11 = +1:

+11Na) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 Na +) 2 ) 8

Halimbawa. Ang chlorine atom ay may 7 electron sa panlabas na antas ng enerhiya nito. Upang makuha ang pagsasaayos ng isang matatag na inert argon atom Ar, kailangan ng chlorine na ikabit ang 1 electron. Pagkatapos ng attachment ng isang electron, nabuo ang isang matatag na chlorine ion, na binubuo ng mga electron. Ang kabuuang singil ng ion ay -1:

+17Cl) 2 ) 8 ) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8

Tandaan:

• Ang mga katangian ng mga ion ay iba sa mga katangian ng mga atomo!
• Ang mga matatag na ion ay maaaring mabuo hindi lamang mga atomo, ngunit din mga pangkat ng mga atomo. Halimbawa: ammonium ion NH 4 +, sulfate ion SO 4 2-, atbp. Ang mga kemikal na bono na nabuo ng naturang mga ion ay itinuturing din na ionic;
• Ang mga ionic bond ay karaniwang nabuo sa pagitan mga metal at hindi metal(mga grupo ng mga di-metal);

Ang mga nagresultang ions ay naaakit dahil sa electrical attraction: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

Biswal nating gawing pangkalahatan pagkakaiba sa pagitan ng mga uri ng covalent at ionic bond:

metal na kemikal na bono

koneksyon ng metal ay ang relasyon na nabuo nang medyo libreng elektron sa pagitan mga ion ng metal na bumubuo ng isang kristal na sala-sala.

Ang mga atomo ng mga metal sa panlabas na antas ng enerhiya ay karaniwang mayroon isa hanggang tatlong electron. Ang radii ng mga atomo ng metal, bilang isang panuntunan, ay malaki - samakatuwid, ang mga atomo ng metal, hindi katulad ng mga di-metal, ay medyo madaling magbigay ng mga panlabas na electron, i.e. ay malakas na mga ahente ng pagbabawas

Intermolecular na pakikipag-ugnayan

Hiwalay, ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa mga pakikipag-ugnayan na nagaganap sa pagitan ng mga indibidwal na molekula sa isang sangkap - intermolecular na pakikipag-ugnayan . Ang intermolecular na pakikipag-ugnayan ay isang uri ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga neutral na atomo kung saan hindi lumalabas ang mga bagong covalent bond. Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay natuklasan ni van der Waals noong 1869 at ipinangalan sa kanya. Van dar Waals pwersa. Ang mga puwersa ng Van der Waals ay nahahati sa oryentasyon, pagtatalaga sa tungkulin at pagpapakalat . Ang enerhiya ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ay mas mababa kaysa sa enerhiya ng isang kemikal na bono.

Mga puwersang pang-akit ng oryentasyon bumangon sa pagitan ng mga polar molecule (dipole-dipole interaction). Ang mga puwersang ito ay lumitaw sa pagitan ng mga polar molecule. Mga induktibong pakikipag-ugnayan ay ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang polar molecule at isang non-polar. Ang isang non-polar molecule ay polarized dahil sa pagkilos ng isang polar, na bumubuo ng karagdagang electrostatic attraction.

Ang isang espesyal na uri ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ay ang mga bono ng hydrogen. - ang mga ito ay intermolecular (o intramolecular) na mga kemikal na bono na lumabas sa pagitan ng mga molekula kung saan mayroong malakas na polar covalent bond - H-F, H-O o H-N. Kung mayroong gayong mga bono sa molekula, magkakaroon sa pagitan ng mga molekula karagdagang mga puwersa ng pang-akit .

Mekanismo ng Edukasyon Ang hydrogen bond ay bahagyang electrostatic at bahagyang donor-acceptor. Sa kasong ito, ang isang atom ng isang malakas na electronegative na elemento (F, O, N) ay kumikilos bilang isang electron pair donor, at ang mga hydrogen atoms na konektado sa mga atom na ito ay kumikilos bilang isang acceptor. Nailalarawan ang mga bono ng hydrogen oryentasyon sa kalawakan at saturation .

Ang hydrogen bond ay maaaring tukuyin ng mga tuldok: H ··· O. Kung mas malaki ang electronegativity ng isang atom na konektado sa hydrogen, at mas maliit ang laki nito, mas malakas ang hydrogen bond. Ito ay pangunahing katangian ng mga compound fluorine na may hydrogen , pati na rin sa oxygen na may hydrogen , mas kaunti nitrogen na may hydrogen .

Ang mga hydrogen bond ay nangyayari sa pagitan ng mga sumusunod na sangkap:

— hydrogen fluoride HF(gas, solusyon ng hydrogen fluoride sa tubig - hydrofluoric acid), tubig H 2 O (singaw, yelo, likidong tubig):

— solusyon ng ammonia at organic amines- sa pagitan ng ammonia at mga molekula ng tubig;

— organic compounds kung saan ang O-H o N-H bond: alcohols, carboxylic acids, amines, amino acids, phenols, aniline at mga derivatives nito, protina, solusyon ng carbohydrates - monosaccharides at disaccharides.

Ang hydrogen bond ay nakakaapekto sa pisikal at kemikal na mga katangian ng mga sangkap. Kaya, ang karagdagang pagkahumaling sa pagitan ng mga molekula ay nagpapahirap sa mga sangkap na kumulo. Ang mga sangkap na may hydrogen bond ay nagpapakita ng abnormal na pagtaas sa kumukulo.

halimbawa Bilang isang patakaran, na may pagtaas sa molekular na timbang, ang pagtaas sa kumukulo na punto ng mga sangkap ay sinusunod. Gayunpaman, sa isang bilang ng mga sangkap H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te hindi namin naobserbahan ang isang linear na pagbabago sa mga punto ng kumukulo.

Ibig sabihin, sa abnormally mataas ang kumukulong punto ng tubig - hindi bababa sa -61 o C, tulad ng ipinapakita sa amin ng tuwid na linya, ngunit higit pa, +100 o C. Ang anomalyang ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga molekula ng tubig. Samakatuwid, sa ilalim ng normal na kondisyon (0-20 o C), ang tubig ay likido ayon sa estado ng phase.

Atom, molekula, mga katangian ng nuklear

Ang istraktura ng fluorine atom.

Sa gitna ng isang atom ay isang positibong sisingilin na nucleus. 9 na negatibong sisingilin na mga electron ang umiikot.

Electronic formula: 1s2;2s2;2p5

m prot. = 1.00783 (a.m.u.)

m neutral = 1.00866 (a.m.u.)

m proton = m elektron

Isotopes ng fluorine.

Isotope: 18F

isang maikling paglalarawan ng: Prevalence sa kalikasan: 0%

Ang bilang ng mga proton sa nucleus ay 9. Ang bilang ng mga neutron sa nucleus ay 9. Ang bilang ng mga nucleon ay 18.E bond \u003d 931.5 (9 * m pr. + 9 * m neutron-M (F18)) \ u003d 138.24 (MEV) E partikular = E bond/N nucleon = 7.81 (MEV/nucleon)

Ang alpha decay ay imposibleBeta minus decay ay imposible Positron decay: F(Z=9,M=18)-->O(Z=8,M=18)+e(Z=+1,M=0)+0.28( MeV) Electronic capture: F(Z=9,M=18)+e(Z=-1,M=0)-->O(Z=8,M=18)+1.21(MeV)

Isotope: 19F

Maikling paglalarawan: Prevalence sa kalikasan: 100%

molekula ng fluorine.

Ang libreng fluorine ay binubuo ng mga diatomic na molekula. Mula sa kemikal na pananaw, ang fluorine ay maaaring mailalarawan bilang isang monovalent na non-metal, at, bukod dito, ang pinaka-aktibo sa lahat ng hindi metal. Ito ay dahil sa maraming mga kadahilanan, kabilang ang kadalian ng pagkabulok ng molekula ng F2 sa mga indibidwal na atom - ang enerhiya na kinakailangan para dito ay 159 kJ / mol lamang (laban sa 493 kJ / mol para sa O2 at 242 kJ / mol para sa C12). Ang mga fluorine atom ay may makabuluhang electron affinity at medyo maliit ang laki. Samakatuwid, ang kanilang mga valence bond na may mga atomo ng iba pang mga elemento ay mas malakas kaysa sa mga katulad na bono ng iba pang mga metalloid (halimbawa, ang HF bond energy ay - 564 kJ / mol laban sa 460 kJ / mol para sa HO bond at 431 kJ / mol para sa H- C1 bond).

Koneksyon ng F-F nailalarawan sa pamamagitan ng nuclear distance na 1.42 A. Para sa thermal dissociation ng fluorine, ang mga sumusunod na data ay nakuha sa pamamagitan ng pagkalkula:

Temperatura, °С 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700

Degree ng dissociation, % 5 10-3 0.3 4.2 22 60 88 97 99

Ang fluorine atom sa ground state ay may istraktura ng outer electron layer 2s22p5 at monovalent. Ang paggulo ng trivalent na estado na nauugnay sa paglipat ng isang 2p electron sa antas ng 3s ay nangangailangan ng paggasta na 1225 kJ/mol at halos hindi maisasakatuparan. Ang electron affinity ng isang neutral na fluorine atom ay tinatantya sa 339 kJ/mol. Ang F-ion ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang epektibong radius na 1.33 A at isang hydration energy na 485 kJ/mol. Ang covalent radius ng fluorine ay karaniwang kinukuha na 71 pm (i.e., kalahati ng internuclear na distansya sa F2 molecule).

Mga kemikal na katangian ng fluorine.

Dahil ang mga fluorine derivatives ng mga elementong metalloid ay kadalasang lubhang pabagu-bago, ang kanilang pagbuo ay hindi nagpoprotekta sa ibabaw ng metalloid mula sa karagdagang pagkilos ng fluorine. Samakatuwid, ang pakikipag-ugnayan ay madalas na nagpapatuloy nang mas masigla kaysa sa maraming mga metal. Halimbawa, ang silicon, phosphorus at sulfur ay nag-aapoy sa fluorine gas. Ang amorphous carbon (uling) ay kumikilos nang katulad, habang ang graphite ay tumutugon lamang sa pulang init. Ang fluorine ay hindi direktang pinagsama sa nitrogen at oxygen.

Mula sa mga compound ng hydrogen ng iba pang mga elemento, inaalis ng fluorine ang hydrogen. Karamihan sa mga oxide ay nabubulok nito kasama ang pag-aalis ng oxygen. Sa partikular, ang tubig ay nakikipag-ugnayan ayon sa scheme F2 + H2O --> 2 HF + O

bukod pa rito, ang mga displaced oxygen atoms ay nagsasama hindi lamang sa isa't isa, kundi pati na rin bahagyang may tubig at fluorine molecules. Samakatuwid, bilang karagdagan sa gas na oxygen, ang reaksyong ito ay palaging gumagawa ng hydrogen peroxide at fluorine oxide (F2O). Ang huli ay isang maputlang dilaw na gas, katulad ng amoy ng ozone.

Ang fluorine oxide (kung hindi man - oxygen fluoride - OF2) ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagpasa ng fluorine sa 0.5 N. Solusyon sa NaOH. Ang reaksyon ay nagpapatuloy ayon sa equation: 2 F2 + 2 NaOH = 2 NaF + H2O + F2OT Ang mga sumusunod na reaksyon ay katangian din ng fluorine:

H2 + F2 = 2HF (may pagsabog)

Paghahanda ng kimika para sa ZNO at DPA
Comprehensive Edition

BAHAGI AT

PANGKALAHATANG CHEMISTRY

CHEMISTRY NG MGA ELEMENTO

MGA HALOGEN

Mga simpleng sangkap

Mga kemikal na katangian ng Fluorine

Ang fluorine ay ang pinakamalakas na oxidizing agent sa kalikasan. Direktang hindi ito tumutugon lamang sa helium, neon at argon.

Sa panahon ng reaksyon sa mga metal, nabuo ang mga fluoride, mga ionic na uri ng compound:

Masiglang tumutugon ang fluorine sa maraming hindi metal, kahit na may ilang mga inert na gas:

Mga kemikal na katangian ng chlorine. Pakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong sangkap

Ang chlorine ay isang mas malakas na oxidizing agent kaysa sa bromine o iodine, kaya ang chlorine ay nag-aalis ng mabibigat na halogens mula sa kanilang mga asin:

Ang pagtunaw sa tubig, ang kloro ay bahagyang tumutugon dito, na nagreresulta sa pagbuo ng dalawang acid: klorido at hypochlorite. Sa kasong ito, ang isang chlorine atom ay nagpapataas ng antas ng oksihenasyon, at ang isa pang atom ay binabawasan ito. Ang mga ganitong reaksyon ay tinatawag na disproportionation reactions. Ang mga reaksyon ng disproportionation ay mga reaksyon ng self-healing-self-oxidation, i.e. mga reaksyon kung saan ang isang elemento ay nagpapakita ng mga katangian ng parehong oxide at isang reducing agent. Sa disproportionation, ang mga compound ay sabay-sabay na nabuo kung saan ang elemento ay nasa mas oxidized at nabawasang estado kumpara sa primitive. Ang estado ng oksihenasyon ng Chlorine atom sa molekula ng hypochlorite acid ay +1:

Ang pakikipag-ugnayan ng chlorine sa mga solusyon sa alkali ay nagpapatuloy nang katulad. Sa kasong ito, dalawang asing-gamot ang nabuo: chloride at hypochlorite.

Ang klorin ay nakikipag-ugnayan sa iba't ibang mga oxide:

Ang klorin ay nag-oxidize ng ilang mga asing-gamot kung saan ang metal ay wala sa pinakamataas na estado ng oksihenasyon:

Ang molecular chlorine ay tumutugon sa marami mga organikong compound. Sa pagkakaroon ng ferrum(III) chloride bilang isang katalista, ang klorin ay tumutugon sa benzene upang bumuo ng chlorobenzene, at kapag na-irradiated ng liwanag, ang parehong reaksyon ay gumagawa ng hexachlorocyclohexane:

Mga kemikal na katangian ng bromine at yodo

Ang parehong mga sangkap ay tumutugon sa hydrogen, fluorine at alkalis:

Ang yodo ay na-oxidize ng iba't ibang malakas na ahente ng pag-oxidizing:

Mga pamamaraan para sa pagkuha ng mga simpleng sangkap

Pagkuha ng fluorine

Dahil ang fluorine ay ang pinakamalakas na oksido ng kemikal, imposibleng ihiwalay ito sa pamamagitan ng mga reaksiyong kemikal mula sa mga compound sa isang libreng anyo, at samakatuwid ang fluorine ay mina ng paraan ng physicochemical - electrolysis.

Upang kunin ang fluorine, ang potassium fluoride melt at nickel electrodes ay ginagamit. Ginagamit ang nikel dahil sa ang katunayan na ang ibabaw ng metal ay na-passivated ng fluorine dahil sa pagbuo ng hindi matutunaw. NiF2, samakatuwid, ang mga electrodes mismo ay hindi nawasak ng pagkilos ng sangkap na inilabas sa kanila:

Pagkuha ng chlorine

Ang klorin ay komersyal na ginawa sa pamamagitan ng electrolysis ng sodium chloride solution. Bilang resulta ng prosesong ito, ang sodium hydroxide ay nakuha din:

Sa maliit na dami, ang chlorine ay nakuha sa pamamagitan ng pag-oxidize ng isang solusyon ng hydrogen chloride sa pamamagitan ng iba't ibang pamamaraan:

Ang klorin ay isang napakahalagang produkto ng industriya ng kemikal.

Ang produksyon nito sa mundo ay milyon-milyong tonelada.

Pagkuha ng bromine at yodo

Para sa pang-industriya na paggamit, ang bromine at yodo ay nakuha mula sa oksihenasyon ng bromides at iodide, ayon sa pagkakabanggit. Para sa oksihenasyon, ang molecular chlorine, concentrated sulfate acid o manganese dioxide ay kadalasang ginagamit:

Paglalapat ng mga halogens

Ang fluorine at ang ilan sa mga compound nito ay ginagamit bilang isang oxidizing agent para sa rocket fuel. Malaking halaga ng fluorine ang ginagamit upang makagawa ng iba't ibang mga nagpapalamig (freon) at ilang polymer na nailalarawan sa pamamagitan ng kemikal at thermal resistance (Teflon at ilang iba pa). Ang fluorine ay ginagamit sa teknolohiyang nuklear upang paghiwalayin ang mga isotopes ng uranium.

Karamihan sa chlorine ay ginagamit upang makagawa ng hydrochloric acid, at din bilang isang oxidizing agent para sa pagkuha ng iba pang mga halogens. Sa industriya, ginagamit ito sa pagpapaputi ng mga tela at papel. Sa mas malaking dami kaysa sa fluorine, ginagamit ito para sa paggawa ng mga polimer (PVC at iba pa) at mga nagpapalamig. Disimpektahin ng chlorine Inuming Tubig. Kinakailangan din na kunin ang ilang mga solvents tulad ng chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride. At ito ay ginagamit din upang makabuo ng maraming mga sangkap, tulad ng potassium chlorate (bertolet salt), bleach at maraming iba pang mga compound na naglalaman ng chlorine atoms.

Ang bromine at yodo ay hindi ginagamit sa industriya sa parehong sukat ng chlorine o fluorine, ngunit ang paggamit ng mga sangkap na ito ay tumataas bawat taon. Ang bromine ay ginagamit sa paggawa ng iba't ibang gamot na pampakalma. Ang yodo ay ginagamit sa paggawa ng mga antiseptikong paghahanda. Ang mga bromine at Iodine compound ay malawakang ginagamit sa quantitative analysis ng mga substance. Sa tulong ng yodo, ang ilang mga metal ay dinadalisay (ang prosesong ito ay tinatawag na iodine refining), tulad ng titanium, vanadium at iba pa.