Хімія. Повторне видання. 8 клас. Попель

§ 16. Полярний і неполярний ковалентний зв’язок. Електронегативність елементів

Матеріал параграфа допоможе вам:

• зрозуміти, чому в молекулі на атомах різних елементів виникають електричні заряди;
• розрізняти полярний і неполярний ковалентний зв’язок;
• з’ясувати, яку властивість атома називають електронегативністю.

Полярний і неполярний ковалентний зв’язок. Складних речовин молекулярної та атомної будови існує значно більше, ніж простих. Тому ковалентний зв’язок між різними атомами трапляється частіше, ніж між однаковими. У таких випадках спільні електронні пари зазвичай належать «більшою мірою» одному з атомів.

Розглянемо молекулу хлороводню HCl. Згідно з результатами досліджень, два електрони, що забезпечують ковалентний зв’язок у цій молекулі, частіше перебувають в атомі Хлору, ніж в атомі Гідрогену. Спільна електронна пара виявляється зміщеною до атома Хлору:

H : Cl.

У результаті атом Хлору набуває невеликого негативного заряду, меншого за одиницю (він дорівнює -0,2), а атом Гідрогену — такого самого заряду за значенням, але позитивного (+0,2).

Для загального позначення дробових зарядів на атомах використовують грецьку літеру δ («дельта») разом зі знаком «+» або «-». Розглянуту особливість ковалентного зв’язку в молекулі хлороводню зображують так:

Ковалентний зв’язок, у якому одна чи кілька спільних електронних пар зміщені в бік одного з атомів, називають полярним зв’язком, а за відсутності такого зміщення — неполярним зв’язком.

Полярний ковалентний зв’язок реалізується в молекулах багатьох складних речовин — HF, NH₃, SO₃, SiCl₄, H₃PO₄ тощо, а також у йонах ОН^-, CO^2-₃, PO^3-₄ та ін. Неполярним ковалентним зв’язком сполучені атоми в молекулах неметалів, у деяких речовинах атомної будови (наприклад, графіті, алмазі).

• Який вид ковалентного зв’язку існує в молекулах Br₂, HBr?

Електронегативність елементів. Хімічні елементи зазвичай різняться здатністю утримувати спільні електронні пари ковалентних зв’язків.

Властивість атома елемента зміщувати у свій бік електронну пару, спільну з іншим атомом, називають електронегативністю.

Зваживши на полярність ковалентного зв’язку в молекулі HCl, можна стверджувати, що Хлор — більш електронегативний елемент, ніж Гідроген.

Для кількісної оцінки електронегативності елементів використовують таблицю, складену американським ученим Л. Полінгом (табл. 6). Згідно з нею найменш електронегативним елементом є Цезій, а найбільш електронегативним — Флуор. Металічні елементи мають нижчі значення електронегативності, ніж неметалічні. Це й зрозуміло, оскільки атоми металічних елементів здатні втрачати електрони й перетворюватися на катіони, а атоми неметалічних елементів — приєднувати електрони й перетворюватися на аніони.

Таблиця 6

Значення електронегативності елементів 1-3 періодів

Період	Групи
	І	ІІ	ІІІ	IV	V	VI	VII	VIII
1	H 2,1							He —
2	Li 1,0	Be 1,5	B 2,0	C 2,5	N 3,0	O 3,5	F 4,0	Ne —
3	Na 0,9	Mg 1,2	Al 1,5	Si 1,8	P 2,1	S 2,5	Cl 3,0	Ar —

У періодах електронегативність елементів зростає зліва направо, а в групах (головних підгрупах) — знизу догори.

У таблиці 6 відсутні значення електронегативності Гелію, Неону, Аргону. Атоми цих елементів не здатні сполучатися з іншими атомами, а також перетворюватися на катіони чи аніони.

Передбачити полярність чи неполярність ковалентного зв’язку, користуючись таблицею електронегативності, дуже просто. Якщо атоми мають однакову електронегативність, то зв’язок між ними неполярний. Неполярні ковалентні зв’язки існують, наприклад, у молекулах N₂, PH₃, CS₂. Атоми неметалічних елементів із різною електронегативністю сполучаються полярними ковалентними зв’язками.

Розглянемо молекулу води Н₂О. Між атомом Оксигену і кожним атомом Гідрогену існує простий ковалентний зв’язок; таких зв’язків у молекулі — два. Оскільки Оксиген має вищу електронегативність (3,5), ніж Гідроген (2,1), то його атом зміщує до себе спільні електронні пари:

Цікаво знати

Електричний заряд на кожному атомі Гідрогену в молекулі води становить +0,17, а на атомі Оксигену -0,34.

Отже, ковалентні зв’язки в молекулі води є полярними.

• Зобразіть графічну формулу молекули амоніаку NH₃ та позначте над символами елементів часткові заряди на атомах.

Чим більшою є різниця електронегативності елементів, тим полярніший зв’язок між їхніми атомами.

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

ВИСНОВКИ

Якщо ковалентний зв’язок утворюється між атомами різних елементів, то вони здебільшого набувають невеликих зарядів унаслідок зміщення спільних електронних пар від одних атомів до інших. Такий ковалентний зв’язок називають полярним. Якщо зміщення спільних електронних пар немає, то зв’язок є неполярним.

Властивість атома зміщувати до себе електронну пару, спільну з іншим атомом, називають електронегативністю. Електронегативність елементів зростає в періодах зліва направо, а в групах (головних підгрупах) — знизу догори.

94. Чому на атомах, сполучених ковалентним зв’язком, можуть виникати невеликі заряди? Який ковалентний зв’язок називають полярним, а який — неполярним?

95. Серед наведених формул укажіть ті, що відповідають речовинам із йонним, ковалентним неполярним і ковалентним полярним зв’язком: HF, CO₂, MgO, Li₃N, Br₂, BCl₃. Поясніть ваш вибір.

96. Що таке електронегативність хімічного елемента?

97. Як змінюється електронегативність елементів у періодах і головних підгрупах періодичної системи?

98. За даними таблиці 6 складіть ряд неметалічних елементів, у якому їхня електронегативність зменшується.

99. Використавши дані, наведені в таблиці 6, підкресліть у кожній із формул речовин символ найбільш електронегативного елемента: AlCl₃, CF₄, SO₂, NaH, N₂O₅, LiOH, HClO₄.

100. Позначте заряди на атомах, використавши літеру δ, у таких молекулах: OF₂, СН₄, SiCl₄. У якій молекулі зв’язок між атомами найбільш полярний, а в якій — найменш полярний?

101. 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.

Візьміть до уваги і порівняйте значення електронегативності елементів, подібних до Калію і Кальцію, скориставшись таблицею 6.

102. Елементи в хімічних формулах сполук часто записують у порядку зростання їхньої електронегативності. Укажіть серед наведених формул такі, у яких дотримано цієї послідовності: Na₂CO₃, NH₃, SiO₂, H₂S, NaOH, CH₄, HNO₃.