Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf ·...
Transcript of Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf ·...
![Page 1: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/1.jpg)
Модели химической связи
«Неорганическая химия» (под. ред. акад. Ю.Д.Третьякова), т.1
Ю.Д.Третьяков, А.В.Шевельков – материалы лекций
Из ~110 химических элементов в состоянии одноатомного газа стабильны He, Ne, Ar, Kr, Xe. Свободные атомы других элементов образуют молекулы или кристаллы. Причина - их относительная нестабильность и стремление к минимуму энергии.
Образование более стабильной системы при сближении одинаковых или различных атомов – химическая связь.
![Page 2: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/2.jpg)
Соединения «без» химической связи
Катенаны
Ротаксаны
Молекулярные
триггеры
![Page 3: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Нобелевская премия 2010 г.
Графит - Графен
![Page 12: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/14.jpg)
Э Э+ + е I1 (эВ, кДж/моль)
Э + е Э Е (кДж/моль)
Ионная связь Ковалентная
связь
Металлическая
связь
Полярная
связь Делокализованная
связь
![Page 15: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/16.jpg)
Донорно-акцепторная связь
Cu2+ 1s22s22p63s23p63d9
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
2
333
2..
3
..
3
:::4
NН
NН
NНСuNНNHСu
..
..::: 3
Н
Н
HNНNHH
![Page 17: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/36.jpg)
Энергия кристаллической решетки
ΔHf
Naтв + ½Cl2г (Na+ + Cl–)кр
ECl Er
½ΔHдис(Cl2) Clг Cl-г
ΔHвозг(Na)
INa
Naг Na+г
кргг(NaCl)ClNa
Er
![Page 37: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/38.jpg)
Атомные и молекулярные кристаллы
Дипольн.
момент
Кл · м
α
(поляризуе-
мость)
Е0 ЕU Eg Tкип
Н2 0 0.20 0 0 0.17 20.2
Xe 0 4.0 0 0 18 167
HCl 3.4 2.6 3.3 1.0 17 188
NH3 5 2.2 13.2 1.6 15 240
H2O 6 1.5 36 2 9 373
![Page 39: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/39.jpg)
39
![Page 40: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/40.jpg)
Сканирующая туннельная микроскопия
Gerd Binnig Heinrich Rohrer
1981 создание первого СТМ, получение атомарного
разрешения (IBM, Цюрих) - 1986 (Нобелевская
премия)
![Page 41: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Клатраты
6.5 Cl2 * 46 H2O
![Page 42: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/42.jpg)
Для водородной связи необходимо наличие двух полярных ковалентных связей, в
образовании одной из которых участвует атом водорода, а другой -
электроотрицательный атом (кислород, азот, галоген). Водородная связь считается
ключевым взаимодействием в супрамолекулярной химии. Она определяет структуру
белков, двойной спирали ДНК, воды и льда, супрамолекулярных ансамблей,
полимеров, оказывает влияние на свойства многих растворов.
Энергия меняется в широких пределах - от 5 до 100 кДж/моль, однако обычно
водородная связь намного слабее ковалентных связей. В зависимости от энергии,
водородная связь имеет различный характер - от чисто электростатического (слабые
связи) до преимущественно ковалентного (сильные связи).
![Page 43: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/43.jpg)
Н О Н О
О + Н Н О Н Н
Н Н
+
- 0.176 нм
F H + F- F H F
Н Н
F F F F F
H H H
0.092 нм 0.126 нм 0.126 нм
![Page 44: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/44.jpg)
Металлическая связь
R. Dornhaus. Festkörperprobleme. 1982. XXII. 201–228. 44
R. Alvarez-Puebla, et al. Small. 2010. 6 (5). 604–610. T. Huang, et al. J. Mater. Chem. 2010. 20. 9867–9876.
![Page 45: Модели химической связиchem.msu.ru/rus/teaching/thermo/bonding1.pdf · Модели химической связи «Неорганическая химия»](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052721/5f0a56b37e708231d42b299e/html5/thumbnails/45.jpg)
45
Нобелевская премия 2011 г.
Интерметаллиды – Квазикристаллы
Prof. Dan Shechtman
(Израиль)