Химические связи, структуры, реакции

Химические связи, структуры, реакции

1. Химической связью  называется взаимодействие между  атомами химических элементов,  обусловливающее их соединение  в молекулы и кристаллы.

 Согласно современным  представлениям о химических  связях они имеют в основном  электрическую природу, т е.  сводятся к электронному взаимодействию, связанному с перестройкой электронных  оболочек атомов. Прочность химической  связи зависит от энергии связи.

 Фундаментальную  теорию химических связей создал  в 30-е гг. американский химик  Лайнус Полинг, который рассчитал необходимую для образования связей энергию, углы и расстояния между атомами.

 Согласно теории  химических связей различают  4 основных типа химических связей: ионную; ковалентную; водородную; металлическую.

 Ионная связь  образуется в том случае, когда,  объединяясь в одну молекулу, один из атомов теряет электроны  со своей внешней оболочки (катион), а другой их приобретает (анион). Противоположно заряженные ионы  притягиваются друг к другу,  образуя прочные ионные связи.  Ионные соединения - это, как правило,  твердые вещества, имеющие очень,  высокую температуру плавления.

 Ковалентная связь  образуется в результате электронной  пары, принадлежащей одновременно  обоим атомам, создающим молекулу  вещества. Поскольку такие молекулы  удерживаются слабыми силами, они  неустойчивы и существуют в  виде жидкостей или газов с  низкими температурами плавления  и кипения (кислород, бутан).

 Водородная связь  обусловлена поляризацией ковалентных  связей, когда совместные электроны  большую часть времени находятся  у атома элемента, связанного  с атомом водорода. В результате  такой атом получает небольшой  отрицательный заряд, что делает  соединения с водородными связями  более крепкими по сравнению  с другими ковалентными соединениями (вода).

 Металлические  связи обусловлены свободным  перемещением электронов внешних  оболочек атомов металлов. Этим  обусловлена хорошая электропроводность  металлов. Атомы в металлах выстраиваются  в точно подогнанные друг к  другу ряды, удерживаемые вместе  единым электронным полем.

2. Химические подсистемы - совокупности химических элементов.  Химические структуры - совокупности  химических соединений.

 В периодической  системе элементы со сходными  свойствами расположены в 18 группах.

 Основных химических  подсистем - 9. щелочные металлы;  щелочно-земельные металлы; переходные металлы; лантаноиды; актиноиды; "плохие" металлы - алюминий, свинец и др., характеризующиеся непрочностью и низкой температурой плавления; металлоиды - свойства которых одновременно напоминают и металлы и неметаллы; неметаллы; инертные газы.

 Химические структуры,  неорганические; органические; синтетические.

 Неорганические  соединения: оксиды - соединения из 2 элементов, одним из которых  является кислород; кислоты - соединения  водорода с кислотными остатками;  основания; соединения гидроксида ОН и металла;

- соли- продукты взаимод-я основания и кислоты.

 Органические  соединения.

- углеводороды - соединения  углерода и водорода;

- кислородсодержащие  органические соединения - соединения  углерода, водорода и кислорода;

- азотсодержащие  органические соединения - соединения  углерода, водорода и азота.

 Синтетические  соединения - все остальные классы  веществ, включая сплавы и смеси,  а также искусственно создаваемые  вещества.

3. Взаимодействие  веществ в ходе химических  реакций приводит к химической  трансформации, т. е. изменению  состава вещества. Для этого должна  быть разрушена одна комбинация  атомов и создана другая. Для  разрушения старого соединения  необходимо затратить энергию.  Образование нового соединения, как правило, сопровождается выделением  энергии.

 Химические реакции  описываются уравнениями, основанными  на законе сохранения вещества. Согласно этому закону, полная  масса веществ, вступивших в  реакцию, должна точно соответствовать  массе образовавшихся веществ.  Для расчетов массы используется  счетная единица - моль, содержит  одинаковое количество частиц (6Х1023 частиц, число Авогадро), но имеет  различную массу, зависящую от  массы частиц.

 Открыты виды  сверхпроводящей керамики. Активно  изучаются металлоорганические  ферромагнетики.

 Синтез новых  химических веществ открывает  колоссальные перспективы перед  всеми техническими науками и  экономикой. В нем же заключена  опасность неконтролируемого использования  новых материалов для целей  уничтожения цивилизации.