Jak se atomy spojují

Atomy nejsou samotáři

V současné době je známo 111 chemických prvků. Z nich je složeno asi 20 000 000 sloučenin. Každý rok je objeveno 300 000 nových.

Proč se vzácné plyny neslučujíZ volných atomů jsou složeny pouze vzácné plyny. Nejstabilnější jsou atomy:a/ s plně obsazenou valenční

vrstvou valenčními elektrony b/ s dvojicemi elektronů (páry)

ve valenční vrstvě Úkol 1: Napiš značky vzácných plynů a uveď, proč se skládají z volných atomů.

Kontrola úkolu 1

He, Ne, Ar, Kr, Xe, RnJejich atomy se neslučují, neboť mají plně obsazenu valenční vrstvu valenčními elektrony.

Chemická vazba

Atomy prvků se pomocí chemických vazeb seskupují do molekul. Chemické vazby vznikají a zanikají při chemických reakcích. Nejjednodušší molekula je tvořena dvěma atomy vodíku. Původně nespárované elektrony vytvoří vazebný elektronový pár, který společně sdílejí oba atomy. Spojení atomů pomocí dvojice valenčních elektronů se nazývá chemická vazba.

+ →

+ →

Polární a nepolární vazba

Jsou-li vazbou spojeny dva stejné atomy (např. H2, Cl2, O2), jsou vazebné elektrony mezi atomy rozděleny rovnoměrně. Atomy v těchto molekulách mají oxidační číslo 0. Taková vazba je nepolární. V molekule chlorovodíku (HCl) jsou vazebné elektrony více přitahovány atomem chlóru. Na této části molekuly převládá záporný náboj. Molekula má dva póly – kladný a záporný. Vazba je polární.

-----

Cl0 – Cl0 H+ Cl-

ElektronegativitaElektronegativita (X) je schopnost atomů přitahovat elektrony chemické vazby. Čím je její hodnota větší, tím atom více přitahuje elektrony. Čím je větší rozdíl elektronegativit atomů v molekule, tím je vazba polárnější. U nepolární vazby je rozdíl X = 0, u polární vazby je rozdíl X < 1,7.Nepolární vazba Cl – Cl: Polární vazba H – Cl:

Úkol 2:a/ Vyhledej v periodické tabulce prvek s nejmenší a největší X:b/ Šipkou na vazbě označ, který atom více přitahuje vazebné elektrony: Na – F, H – O – H, K – I, Ag – Br, Na – O – H:

Chlór

Cl2,8

Chlór

Cl2,8

Chlór

Cl2,8

Vodík

H2,2- = 0 - = 0,6

Kontrola úkolu 2

a/ nejmenší XFr = 0,7

největší XF = 3,98

b/ Na → F H → O ← H K → I Ag→ Br Na → O ← H

Iontová vazba v chloridu sodnémJestliže je rozdíl elektronegativit sloučených prvků větší než 1,7, dochází k odtržení valenčního elektronu od prvku s nižší elektronegativitou (Na). Elektron přijímá atom s vyšší elektonegativitou (Cl). Vznikají tak ionty (kladný kation a záporný anion) a mezi nimi iontová vazba. Atomy jsou vázány k sobě elektrostatickými silami.

Vznik kationtu Na+: Nao - e- → Na+

{11-11+}o - e- → {10-

11+}+

Vznik aniontu Cl-: Clo + e- → Cl-

{17-17+}o + e- → {18-

17+}-

Úkol 3: Urči výpočtem druh vazby v molekulách:

Dusíku, N2 Oxidu uhličitého, CO2 Amoniaku, NH3

Chloridu sodného, NaCl Vody, H2O Fluoridu vápenatého,CaF2

a b c

d e f

Kontrola úkolu 3

a/ ∆X = XN – XN = 3,04 – 3,04 = 0 vazba nepolárníb/ ∆X = XO – XC = 3,44 – 2,55 = 0,89 vazba polárníc/ ∆X = XN – XH = 3,04 – 2,10 = 0,94 vazba polárníd/ ∆X = XCl – XNa = 3,16 – 0,93 = 2,23 vazba iontováe/ ∆X = XO – XH = 3,44 – 2,10 = 1,34 vazba polárníf/ ∆X = XF – XCa = 3,98 – 1,00 = 2,98 vazba iontová

Kovová vazbaKovy mají kovovou vazbu. Valenční elektrony jsou všem atomům v krystalu kovu společné a natolik pohyblivé, že se jim říká „elektronový plyn“. Volné elektrony vyrovnávají celkovým záporným nábojem kladný náboj kationtů a jsou příčinou vysoké tepelné a elektrické vodivosti.

Uspořádání atomů v pevné mědi a sodíku

Úkol 4: Shrnutí učivaZ volných atomů jsou složeny pouze …… plyny. Atomy prvků se pomocí chemických ….. seskupují do ……. . Chemické vazby vznikají a zanikají při chemických ……. . E..………….. je schopnost atomů přitahovat ……… chemické vazby. U nepolární vazby je rozdíl X = ., u polární vazby je rozdíl X < .,. . Jestliže je rozdíl elektronegativit sloučených prvků větší než 1,7, dochází ke vzniku ……. vazby. Kovy mají ……. vazbu. ….. elektrony v kovové vazbě jsou příčinou vysoké ……. a ………. vodivosti.Nápověda: kovovou, 0, vzácné, reakcích, 1,7, tepelné, volné, vazeb, elektronegativita, molekul, elektrony, iontové, elektrické.

Kontrola úkolu 4Z volných atomů jsou složeny pouze vzácné plyny. Atomy prvků se pomocí chemických vazeb seskupují do molekul. Chemické vazby vznikají a zanikají při chemických reakcích. Elektronegativita je schopnost atomů přitahovat elektrony chemické vazby. U nepolární vazby je rozdíl X = 0, u polární vazby je rozdíl X < 1,7. Jestliže je rozdíl elektronegativit sloučených prvků větší než 1,7, dochází ke vzniku iontové vazby. Kovy mají kovovou vazbu. Volné elektrony v kovové vazbě jsou příčinou vysoké tepelné a elektrické vodivosti.

Použité obrázky:Snímek 1: Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oksygenatom.png

Snímek 1: Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Karbonatom.png

Snímek 1: Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carbon-dioxide-3D-vdW.svg

Snímek 3: Dostupný pod licencí Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 UK: England & Wales license na www:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electron_shell_010_neon.png Snímek 5: Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen.svg

Snímek 5: Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogenatom.png

Snímek 5: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydride.png

Snímek 6: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chlorine-3D-vdW.png

Snímek 6: Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HCl_molecule_model-VdW_surface.svg

Snímek 9: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NaCl_crystal_structure.png

Snímek 10a: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nitrogen-3D-vdW.png

Snímek 10b: Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carbon-dioxide-3D-vdW.svg

Snímek 10c: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ammonia-3D-vdW.png

Snímek 10d: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sodium-chloride-unit-cell-3D-ionic.png

Snímek 10e: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water-3D-vdW.png

Snímek 10f: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Calcium-fluoride-3D-ionic.png

Snímek 12: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Metallic_bond_Cu.svg

Snímek 12: Dostupný pod licencí public domain na www: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nuvola_di_elettroni.svg

Mgr. Vaněk Vlastimil, autor