При взаимодействии двух атомов одного и того же элемента-неметалла между ними образуется ковалентная химическая связь с помощью общих электронных пар. Эту ковалентную связь называют неполярной, так как общие электронные пары принадлежат обоим атомам в одинаковой степени и ни на одном из них не будет избытка или недостатка отрицательного заряда, который несут электроны.

Однако если ковалентная связь образуется между атомами разных элементов-неметаллов, то картина будет несколько иной. Рассмотрим, например, образование молекулы хлороводорода НС1 из атомов водорода и хлора.

1. Атом водорода имеет на единственном уровне один электрон, и до его завершения ему не хватает ещё одного электрона. У атома хлора на внешнем уровне - семь электронов, и ему также недостает до завершения одного электрона.

2. Атомы водорода и хлора объединяют свои непарные электроны и образуют одну общую электронную пару, т. е. возникает ковалентная связь:

Структурная формула молекулы хлороводорода Н-С1.

3. Так как ковалентная связь образуется между атомами различных элементов-неметаллов, то общая электронная пара будет принадлежать взаимодействующим атомам уже не в равной степени. Для того чтобы качественно определить, какому из этих атомов общая электронная пара будет принадлежать в большей мере, используют понятие электроотрицательностъ.

ЭО можно охарактеризовать как меру неметалличности химических элементов. В порядке уменьшения ЭО химические элементы располагаются в следующий ряд:

Самый электроотрицательный элемент в таблице Д. И. Менделеева - фтор. Это, так сказать, «золотой призёр» электроотрицательности. «Серебряным призёром» является кислород, а «бронзовым» - азот.

Величина ЭО элемента зависит от его положения в таблице Д. И. Менделеева: в каждом периоде она обычно возрастает с увеличением порядкового номера элемента, а в каждой подгруппе - уменьшается.

Пользуясь рядом ЭО, можно определить, куда смещаются общие электронные пары. Они всегда смещены к атомам элемента с большей ЭО. Например, в молекуле хлороводорода НС1 общая электронная пара смещена к атому хлора, так как его ЭО больше, чем у водорода. В результате на атомах образуются частичные заряды , в молекуле возникают два полюса - положительный и отрицательный. Поэтому такую ковалентную связь называют полярной.

Смещение общих электронных пар в случае ковалентной полярной связи иногда обозначают стрелками, а частичный заряд - греческой буквой δ («дельта»): .

В формулах соединений химический знак менее электроотрицательного элемента пишут первым. Так как ковалентная полярная связь является разновидностью ковалентной связи, то алгоритм рассуждений для её схематического изображения такой же, как и для ковалентной неполярной связи (см. § 11), только в этом случае добавится ещё один шаг - четвёртый: по ряду ЭО определим более электроотрицательный элемент и отразим полярность связи в структурной формуле стрелкой и обозначением частичных зарядов.

Например, рассмотрим алгоритм схематического изображения образования связи для соединения OF 2 - фторида кислорода.

1. Кислород - это элемент главной подгруппы VI группы (VIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева. Его атомы имеют по шесть электронов на внешнем электронном слое. Непарных электронов будет: 8-6 = 2.

Фтор - элемент главной подгруппы VII группы (VIIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева. Его атомы содержат по семь электронов на внешнем электронном слое. Непарным является один электрон.

2. Запишем знаки химических элементов с обозначением внешних электронов:

3. Запишем электронную и структурную формулы образовавшихся молекул:

4. По ряду ЭО определим, что общие электронные пары будут смещены от кислорода к фтору, как к более электроотрицательному элементу, т. е. связь будет ковалентной полярной: .

Аналогично образуются молекулы воды:

В действительности молекула воды имеет не линейную, а угловую форму (∠HOH = 104°27"). Строение молекулы воды можно изобразить различными способами (рис. 40).

Рис. 40.
Различные модели молекулы воды

Атом водорода образует только одну ковалентную связь с другими атомами. Поэтому говорят, что водород одновалентен. Атом кислорода связан с другими атомами двумя химическими связями - он двухвалентен. При образовании молекул атомы соединяются таким образом, чтобы все их валентности были задействованы. Понятно, что двухвалентный кислород должен соединиться с двумя атомами одновалентного водорода. Если обозначить валентность чёрточкой, то схему образования молекулы воды можно представить так:

Аналогично трёхвалентный азот соединяется с тремя атомами одновалентного водорода в молекулу аммиака

Формулы, в которых валентности элементов обозначены чёрточками, как вы знаете, называют структурными.

Структурная формула метана СН 4 - соединение четырёхвалентного углерода с водородом - будет следующей:

А каким образом соединяются в молекулу углекислого газа С0 2 атомы четырёхвалентного углерода и двухвалентного кислорода? Очевидно, этот способ может отразить только следующая структурная формула:

Является ли валентность постоянной величиной? Оказывается для водорода и кислорода это утверждение верно, а вот для азота и углерода нет, так как эти элементы могут проявлять и другие значения валентности. Например, азот может быть одно-, двух-, трёх-, четырёхвалентен. Его соединения с кислородом будут иметь разный состав. Следовательно, различают:

• элементы с постоянной валентностью (например, одновалентные: Н, F; двухвалентные: О, Be; трёхвалентные: В, А1);
• элементы с переменной валентностью (например, S проявляет валентности II, IV, VI; С1 - валентности I, III, V и VII).

Давайте научимся выводить формулы двухэлементных соединений по валентности.

Для вывода формулы соединения фосфора с кислородом, в котором фосфор пятивалентен, порядок действий следующий:

Аналогично выведем формулу соединения азота с кислородом, в котором азот четырёхвалентен.

Индекс 1 в формулах не записывается.

Знание валентности химических элементов необходимо для того, чтобы верно записать формулу вещества. Однако справедливо и обратное: по формуле вещества можно определить валентность одного из элементов, если известна валентность другого. Например, определим валентность серы в соединении, формула которого SО 3:

Лабораторный опыт № 4
Изготовление моделей молекул бинарных соединений

Используя шаростержневые наборы, соберите модели молекул следующих веществ:

• вариант 1 - хлороводорода НС1, четырёххлористого углерода СС1 4 ;
• вариант 2 - сернистого газа SО 2 , хлорида алюминия AlCl 3 .

Ключевые слова и словосочетания

1. Ковалентная неполярная и ковалентная полярная химические связи.
2. Электроотрицательность.
3. Частичный заряд.
4. Валентность.
5. Составление формул ковалентных соединений по валентности.
6. Определение валентности по формулам.

Работа с компьютером

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока - сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

1. У атомов водорода и фосфора почти одинаковые значения ЭО. Каков тип химической связи в молекуле фосфина РН 3 ?
2. Определите тип химической связи и запишите схему её образования для веществ с формулами: a) S 2 , К 2 О и H 2 S; б) N 2 , Li 3 N и C1 3 N.
3. В какой из молекул - хлороводорода НС1 или фтороводорода HF - ковалентная химическая связь более полярна?
4. В следующих предложениях впишите пропущенные слова и выражения: «Ковалентная химическая связь образуется за счёт.... По числу общих электронных пар она бывает.... По ЭО ковалентную связь делят на... и...».
5. Определите валентности элементов в соединениях с формулами: PbS, PbО 2 , FeS 2 , Fe 2 S 3 , SF 6 .
6. Запишите формулы хлоридов - соединений элементов с одновалентным хлором: железа (III), меди (I), меди (II), марганца (IV), фосфора (V).

Крайне редко химические вещества состоят из отдельных, не связанных между собой атомов химических элементов. Таким строением в обычных условиях обладает лишь небольшой ряд газов называемых благородными: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Чаще же всего химические вещества состоят не из разрозненных атомов, а из их объединений в различные группировки. Такие объединения атомов могут насчитывать несколько единиц, сотен, тысяч или даже больше атомов. Сила, которая удерживает эти атомы в составе таких группировок, называется химическая связь .

Другими словами, можно сказать, что химической связью называют взаимодействие, которое обеспечивает связь отдельных атомов в более сложные структуры (молекулы, ионы, радикалы, кристаллы и др.).

Причиной образования химической связи является то, что энергия более сложных структур меньше суммарной энергии отдельных, образующих ее атомов.

Так, в частности, если при взаимодействии атомов X и Y образуется молекула XY, это означает, что внутренняя энергия молекул этого вещества ниже, чем внутренняя энергия отдельных атомов, из которых оно образовалось:

E(XY) < E(X) + E(Y)

По этой причине при образовании химических связей между отдельными атомами выделятся энергия.

В образовании химических связей принимают участие электроны внешнего электронного слоя с наименьшей энергией связи с ядром, называемые валентными . Например, у бора таковыми являются электроны 2 энергетического уровня – 2 электрона на 2s- орбитали и 1 на 2p -орбитали:

При образовании химической связи каждый атом стремится получить электронную конфигурацию атомов благородных газов, т.е. чтобы в его внешнем электронном слое было 8 электронов (2 для элементов первого периода). Это явление получило название правила октета.

Достижение атомами электронной конфигурации благородного газа возможно, если изначально одиночные атомы сделают часть своих валентных электронов общими для других атомов. При этом образуются общие электронные пары.

В зависимости от степени обобществления электронов можно выделить ковалентную, ионную и металлическую связи.

Ковалентная связь

Ковалентная связь возникает чаще всего между атомами элементов неметаллов. Если атомы неметаллов, образующие ковалентную связь, относятся к разным химическим элементам, такую связь называют ковалентной полярной. Причина такого названия кроется в том, что атомы разных элементов имеют и различную способность притягивать к себе общую электронную пару. Очевидно, что это приводит к смещению общей электронной пары в сторону одного из атомов, в результате чего на нем формируется частичный отрицательный заряд. В свою очередь, на другом атоме формируется частичный положительный заряд. Например, в молекуле хлороводорода электронная пара смещена от атома водорода к атому хлора:

Примеры веществ с ковалентной полярной связью:

СCl 4 , H 2 S, CO 2 , NH 3 , SiO 2 и т.д.

Ковалентная неполярная связь образуется между атомами неметаллов одного химического элемента. Поскольку атомы идентичны, одинакова и их способность оттягивать на себя общие электроны. В связи с этим смещения электронной пары не наблюдается:

Вышеописанный механизм образования ковалентной связи, когда оба атома предоставляют электроны для образования общих электронных пар, называется обменным.

Также существует и донорно-акцепторный механизм.

При образовании ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму общая электронная пара образуется за счет заполненной орбитали одного атома (с двумя электронами) и пустой орбитали другого атома. Атом, предоставляющий неподеленную электронную пару, называют донором, а атом со свободной орбиталью – акцептором. В качестве доноров электронных пар выступают атомы, имеющие спаренные электроны, например N, O, P, S.

Например, по донорно-акцепторному механизму происходит образование четвертой ковалентной связи N-H в катионе аммония NH 4 + :

Помимо полярности ковалентные связи также характеризуются энергией. Энергией связи называют минимальную энергию, необходимую для разрыва связи между атомами.

Энергия связи уменьшается с ростом радиусов связываемых атомов. Так, как мы знаем, атомные радиусы увеличиваются вниз по подгруппам, можно, например, сделать вывод о том, что прочность связи галоген-водород увеличивается в ряду:

HI < HBr < HCl < HF

Также энергия связи зависит от ее кратности – чем больше кратность связи, тем больше ее энергия. Под кратностью связи понимается количество общих электронных пар между двумя атомами.

Ионная связь

Ионную связь можно рассматривать как предельный случай ковалентной полярной связи. Если в ковалентной-полярной связи общая электронная пара смещена частично к одному из пары атомов, то в ионной она практически полностью «отдана» одному из атомов. Атом, отдавший электрон(ы), приобретает положительный заряд и становится катионом , а атом, забравший у него электроны, приобретает отрицательный заряд и становится анионом .

Таким образом, ионная связь — это связь, образованная за счет электростатического притяжения катионов к анионам.

Образование такого типа связи характерно при взаимодействии атомов типичных металлов и типичных неметаллов.

Например, фторид калия. Катион калия получается в результате отрыва от нейтрального атома одного электрона, а ион фтора образуется при присоединении к атому фтора одного электрона:

Между получившимися ионами возникает сила электростатического притяжения, в результате чего образуется ионное соединение.

При образовании химической связи электроны от атома натрия перешли к атому хлора и образовались противоположно заряженные ионы, которые имеют завершенный внешний энергетический уровень.

Установлено, что электроны от атома металла не отрываются полностью, а лишь смещаются в сторону атома хлора, как в ковалентной связи.

Большинство бинарных соединений, которые содержат атомы металлов, являются ионными. Например, оксиды, галогениды, сульфиды, нитриды.

Ионная связь возникает также между простыми катионами и простыми анионами (F − , Cl − , S 2-), а также между простыми катионами и сложными анионами (NO 3 − , SO 4 2- , PO 4 3- , OH −). Поэтому к ионным соединениям относят соли и основания (Na 2 SO 4 , Cu(NO 3) 2 , (NH 4) 2 SO 4), Ca(OH) 2 , NaOH)

Металлическая связь

Данный тип связи образуется в металлах.

У атомов всех металлов на внешнем электронном слое присутствуют электроны, имеющие низкую энергию связи с ядром атома. Для большинства металлов, энергетически выгодным является процесс потери внешних электронов.

Ввиду такого слабого взаимодействия с ядром эти электроны в металлах весьма подвижны и в каждом кристалле металла непрерывно происходит следующий процесс:

М 0 — ne − = M n + ,

где М 0 – нейтральный атом металла, а M n + катион этого же металла. На рисунке ниже представлена иллюстрация происходящих процессов.

То есть по кристаллу металла «носятся» электроны, отсоединяясь от одного атома металла, образуя из него катион, присоединяясь к другому катиону, образуя нейтральный атом. Такое явление получило название “электронный ветер”, а совокупность свободных электронов в кристалле атома неметалла назвали “электронный газ”. Подобный тип взаимодействия между атомами металлов назвали металлической связью.

Водородная связь

Если атом водорода в каком-либо веществе связан с элементом с высокой электроотрицательностью (азотом, кислородом или фтором), для такого вещества характерно такое явление, как водородная связь.

Поскольку атом водорода связан с электроотрицательным атомом, на атоме водорода образуется частичный положительный заряд, а на атоме электроотрицательного элемента — частичный отрицательный. В связи с этим становится возможным электростатическое притяжения между частично положительно заряженным атомом водорода одной молекулы и электроотрицательным атомом другой. Например водородная связь наблюдается для молекул воды:

Именно водородной связью объясняется аномально высокая температура плавления воды. Кроме воды, также прочные водородные связи образуются в таких веществах, как фтороводород, аммиак, кислородсодержащие кислоты, фенолы, спирты, амины.

При передвижении мыши MC Word перемещает курсор наподобие I — образного знака по листу. Как только мы перенесем указатель мышки в то место файла, где нельзя написать текст, он изменит свой вид на обычную стрелку, с наклоном в правую сторону.

Чтобы курсор написания текста был в другом месте документа, перенесите указатель в файле и нажмите на левую кнопку мышки. На месте нажатия появится мигающий курсор, предлагающий написать текст.

Если в документе MC Word есть пустой лист или пустое место в самом конце этой страницы, то для того чтоб переместить в нем курсор сделайте написанные ниже действия.

1. Определите конец документа.
   MC Word находит конец документа, как пустое место файла, в котором не напечатано ни одной буквы. Дабы перебежать в самый конец документа, надо нажать «Ctrl+End».
   В новеньком документе. В этом случае начало, и конец документа совмещены, следовательно, перемещенный курсор мышки бывает замечен в левом верхнем углу.
   В документе с текстом. В уже сделанном файле конец документа распологается как последнее место, в котором есть напечатанный тест (включая пробелы и табуляцию).
2. Наведите указатель мышки на пустое место в самом конце вашего документа.
   Обратите внимание, что справа от указателя мышки есть знак, показывающий тип выравнивания: по левому краю, по центру или по правому краю.
3. Убедитесь, что в месте предположенного месторасположения перемещаемого курсора будет задан верный тип выравнивания.
   Например, если вы хотите выровнять написанный текст «по центру», то убедитесь, что указатель мышки дополняется знаком «По центру».
   Определение варианта выравнивания текста в месте установки перемещаемого курсора мышки — задача довольно сложная. Знак «Выровнять текст по левому краю листа» появляется чаще всего. Дабы увидеть около указателя знак «По центру» , переместите указатель мышки ближе к центру страницы. Знак «Выровнять текст по правому краю» появляется около указателя при перемещении его к правому краю листа.
4. Два раза нажмите мышью.
   MC Word переместит курсор в место нажатия мышью. Любой написанный впоследствии текст будет равняться согласно виду, знака находящегося около указателя мышки перед нажатием в документе.

Клавиши перемещения курсора.

Курсор при помощи компьютерной мышки перемещается в документе очень быстро. Но при написании больших текстовых фрагментов удобнее пользоваться для перемещения курсора не мышью, а при помощи клавиш клавиатуры.

Дабы переместить курсор в ворде при помощи клавиш клавиатуры, выполните ряд команд:

«»Перемещение курсора на строчку вверх;

«→»Перемещение курсора на символ в правую сторону;

«←» Перемещение курсора на символ в левую сторону;

«↓» Перемещение курсора на строчку вниз;

«Ctrl +↓» Переместит курсор в начало надлежащего абзаца;

«Ctrl +→» Перемещение курсора на слово в правую сторону;

«Ctrl +←» Перемещение курсора на слово в левую сторону;

«Home» Переместит курсор в начало строчки;

«End» Переместит курсор в конец строчки;

«Ctrl+Home» Переместит курсор в начало документа;

«Ctrl+End» Переместит курсор в конец документа;

«Page Up» Перемещение курсора ввысь на экран;

«Page Down» Переместит курсор книзу на экран;

«Ctrl +Page Up» Перемещение курсора на верхнюю часть предшествующей страницы;

«Ctrl +Page Down» Перемещение курсора на верхнюю часть последующей страницы.

Теперь вы знаете, как переместить курсор в Word.
Желаем удачи в ваших начинаниях!

Смещение таблицы

Поскольку первые шесть строк рабочего листа мы выделили под область ввода, нам нужно сдвинуть созданную ранее таблицу вниз на это количество строк. Мы опишем разные методы решения этой задачи.

Добавление ячеек

Самый трудоемкий метод - это смещение области таблицы вниз с добавлением ячеек в верхнюю часть рабочего листа. Реализуется он следующим образом:
1. Выделите ячейки А1:К6 (диапазон, отвечающий области ввода).
2. Нажмите правую кнопку мыши и в контекстном меню активизируйте команду Добавить ячейки .
3. В открывшемся диалоговом окне Добавление ячеек (рис. 3.9) выберите переключатель ячейки, со сдвигом вниз и нажмите кнопку ОК .

ПРИМЕЧАНИЕ: Данное диалоговое окно также вызывается посредством команды Вставка/ Ячейки.

Вставка строк

Второй способ (менее трудоемкий) - это добавление шести строк сверху:
1. Выделите мышью строки 1-6.
2. Нажмите правую кнопку мыши и в контекстном меню выберите команду Добавить ячейки .

Рис. 3.9. Диалоговое окно "Добавление ячеек"

Перетягивание таблицы

Третий, самый простой способ, заключается в том, чтобы выделить всю таблицу и перетянуть ее вниз. Эту операцию можно сравнить с вырезанием диапазона ячеек и вставкой его в новое место. Выделите диапазон ячеек, где расположена таблица. Подведите курсор к краю диапазона и, когда курсор примет форму стрелки, перетяните таблицу вниз, удерживая нажатой левую кнопку мыши.