§ 35. Електронегативність хімічних елементів. Полярний і неполярний ковалентний зв’язок

Зміст

ДІЗНАЄТЕСЯ, ЗРОЗУМІЄТЕ, ВИКОРИСТАЄТЕ

Яку властивість атома називають електронегативністю?

Електронегативність — це здатність атома притягувати до себе спільну з іншим атомом електронну пару.

Як передбачити особливості ковалентного зв’язку між атомами?

Особливості зв’язку визначають за різницею електронегативностей атомів. Якщо різниці немає (однакові атоми або з однаковою електронегативністю), зв’язок неполярний. Якщо електронна пара зміщена до атома з більшою електронегативністю, зв’язок полярний.

Атом якого елемента є більш електронегативним — Оксигену чи Карбону?

Більш електронегативним є Оксиген. За шкалою Полінга його значення становить $3,5$, тоді як у Карбону — $2,5$.

Чому в таблиці 6 немає значень електронегативності Гелію, Неону й Аргону?

Це інертні гази із завершеним зовнішнім енергетичним рівнем. За звичайних умов вони не утворюють хімічних зв’язків з іншими атомами, тому значень електронегативності для них немає.

Складіть ряд усіх неметалічних елементів 1—3 періодів за збільшенням їхньої електронегативності.

Ряд за зростанням електронегативності: $\text{Si} (1,8) \rightarrow \text{B} (2,0) \rightarrow \text{H} (2,1), \text{P} (2,1) \rightarrow \text{C} (2,5), \text{S} (2,5) \rightarrow \text{N} (3,0), \text{Cl} (3,0) \rightarrow \text{O} (3,5) \rightarrow \text{F} (4,0)$.

Запишіть графічний варіант електронної формули атома Хлору.

Хлор ($\text{Cl}$) має 17-й порядковий номер. На зовнішньому енергетичному рівні в нього 7 електронів ($…3s^2 3p^5$).

Графічна формула зовнішнього рівня:

Запишіть повну електронну і графічну формули молекули хлороводню.

Скориставшись інформацією, наведеною в таблиці 6, укажіть формули молекул з полярним і неполярним ковалентним зв’язком: $I_2$, $CO_2$, $SF_4$, $PH_3$, $Cl_2O_7$.

Молекули з неполярним зв’язком:

• $I_2$ (утворена однаковими атомами);
• $PH_3$ (Гідроген і Фосфор мають однакову електронегативність — $2,1$).

Молекули з полярним зв’язком:

• $CO_2$, $SF_4$, $Cl_2O_7$ (утворені атомами з різною електронегативністю).

У якій молекулі ковалентний зв’язок більш полярний — $HCl$ чи $HI$?

Зв’язок більш полярний у молекулі $HCl$. Хлор розміщений вище за Йод у групі, тому його електронегативність більша ($3,0$ проти $2,5$). Більша різниця електронегативностей між Гідрогеном і Хлором робить зв’язок $H-Cl$ полярнішим порівняно з $H-I$.

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про електронегативність хімічних елементів, неполярний і полярний ковалентний зв’язок.

• Електронегативність — здатність атома притягувати спільну електронну пару. Зростає в періодах зліва направо, у головних підгрупах — знизу догори.
• Неполярний ковалентний зв’язок — виникає між атомами з однаковою електронегативністю (електронна пара не зміщується).
• Полярний ковалентний зв’язок — виникає між атомами з різною електронегативністю (електронна пара зміщена до більш електронегативного атома).

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям. Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.

Запитання: «Чому Флуор вважається найбільш електронегативним елементом і як це пов’язано з будовою його атома?»

Відповідь: Флуор найсильніше притягує електрони, оскільки має найменший радіус атома серед елементів другого періоду (крім Неону) та великий заряд ядра.

ПЕРЕВІРМО СЕБЕ

365. Як впливає електронегативність атомів на хімічний зв’язок між ними?

Вона визначає тип зв’язку. Якщо різниці в електронегативності атомів немає — зв’язок неполярний. Якщо різниця є — зв’язок полярний.

366. Укажіть відмінність між неполярним і полярним ковалентним зв’язком.

У неполярному зв’язку спільна електронна пара розподілена рівномірно між атомами. У полярному — вона зміщена в бік атома з більшою електронегативністю.

367. Чому атоми, сполучені ковалентним зв’язком, можуть набувати невеликих зарядів?

Через зміщення спільної електронної пари. Більш електронегативний атом притягує електрони і набуває часткового негативного заряду ($\delta-$), а менш електронегативний — часткового позитивного ($\delta+$).

368. Серед наведених формул укажіть ті, що відповідають речовинам з неполярним і полярним ковалентним зв’язком: $H_2S, SiO_2, P_4, CF_4, NCl_3$. Поясніть ваш вибір.

• З неполярним зв’язком: $P_4$ (утворена однаковими атомами) та $NCl_3$ (Нітроген і Хлор мають однакову електронегативність — $3,0$).
• З полярним зв’язком: $H_2S$, $SiO_2$, $CF_4$ (атоми мають різну електронегативність, електронна пара зміщена).

ПОМІРКУЙМО

369. Символи хімічних елементів часто розміщені у формулах сполук за збільшенням електронегативності елементів. Укажіть серед наведених формул такі, у яких немає зазначеної послідовності: $Na_2CO_3, NH_3, SiO_2, H_2S, NaOH, CH_4, HNO_3$.

Послідовність від меншої електронегативності до більшої порушено у формулах:

1. $NH_3$ — Нітроген ($3,0$) стоїть перед Гідрогеном ($2,1$).
2. $CH_4$ — Карбон ($2,5$) стоїть перед Гідрогеном ($2,1$).
3. $NaOH$ — Оксиген ($3,5$) передує Гідрогену ($2,1$).

АНАЛІЗУЙМО

370. Позначте часткові заряди атомів, використавши літеру $\delta$, у формулах молекул $OF_2$, $CH_4$ і $SiCl_4$. Який зв’язок у цих молекулах найбільш полярний, а який — найменш полярний?

Розподіл зарядів:

• $\text{O}^{\delta+} \text{F}^{\delta-}_2$ (різниця $4,0 – 3,5 = 0,5$)
• $\text{C}^{\delta-} \text{H}^{\delta+}_4$ (різниця $2,5 – 2,1 = 0,4$)
• $\text{Si}^{\delta+} \text{Cl}^{\delta-}_4$ (різниця $3,0 – 1,8 = 1,2$)

Найбільш полярний зв’язок у $\text{SiCl}_4$ (різниця $1,2$), найменш полярний — у $\text{CH}_4$ (різниця $0,4$).

371. Укажіть правильне закінчення речення «Значення електронегативності Калію та Кальцію становлять відповідно …»: а) 0,8 і 1,0; б) 1,0 і 0,8; в) 1,0 і 1,2; г) 0,8 і 0,6.

Правильна відповідь: а) 0,8 і 1,0.
Пояснення: Калій і Кальцій розташовані в 4-му періоді. Електронегативність у періоді зростає зліва направо, тому показник Кальцію має бути більшим. У групах електронегативність зростає знизу догори, отже, у Калію та Кальцію показники менші, ніж у розміщених над ними Натрію ($0,9$) і Магнію ($1,2$). Значення $0,8$ і $1,0$ відповідають цим закономірностям.

ФОРМУЙМО СЛОВНИЧОК

372. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

• Електронегативність — Electronegativity
• Ковалентний полярний зв’язок — Polar covalent bond
• Ковалентний неполярний зв’язок — Nonpolar covalent bond
• Спільна електронна пара — Shared electron pair
• Частковий заряд — Partial charge
• Зміщення електронної густини — Displacement of electron density

ОЦІНЮЙМО СВОЇ ЗНАННЯ

373. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.