Хімія. Повторне видання (2025). 8 клас. Попель

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

Уявімо спортивну гру «Перетягування канату», у якій беруть участь двоє хлопців. Якщо вони однаково сильні, то канат залишиться непорушним. Якщо ж один сильніший за іншого, він перетягуватиме канат. Подібне відбувається з двома атомами, які сполучені ковалентним зв’язком і мають одну або кілька спільних пар електронів. Такі пари електронів у двох різних атомів часто бувають зміщеними в бік одного з них. Це істотно впливає на фізичні та хімічні властивості речовин. Навчимося прогнозувати зміщення спільних пар електронів між атомами або його відсутність.

Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте

Яку властивість атома називають електронегативністю?
Як передбачити особливості ковалентного зв’язку між атомами?

Електронегативність хімічних елементів. Атоми різних елементів зазвичай виявляють неоднакову здатність утримувати спільну пару електронів.

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

Що менший радіус атома і більший заряд його ядра, то сильніше атом притягує спільну пару електронів.

Думаймо

Атом якого елемента є більш електронегативним — Оксигену чи Карбону?

Електронегативність хімічного елемента можна оцінити кількісно. Відповідні обчислення були здійснені за результатами фізичних досліджень атомів. Найчастіше використовують шкалу електронегативності американського науковця Лайнуса Полінга (табл. 6). За цією та іншими шкалами найбільш електронегативним елементом є Флуор, а найменш електронегативним — Цезій. Значення електронегативності металічних елементів менші, ніж неметалічних.

Думаймо

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

Відомості, наведені в таблиці 6, свідчать про те, що електронегативність хімічних елементів збільшується в періодах зліва направо, а в групах (головних підгрупах) — знизу догори.

Виконаймо вправу

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

Таблиця 6

Значення електронегативності елементів 1—3 періодів

Види ковалентного зв’язку. З’ясуємо, яку особливість має ковалентний зв’язок у молекулі хлороводню НСl. В атомі Гідрогену міститься один електрон, а в атомі Хлору на зовнішньому енергетичному рівні перебуває 7 електронів, серед яких один неспарений.

Виконаймо вправу

Запишіть графічний варіант електронної формули атома Хлору.

Атому кожного елемента вигідно отримати додатковий електрон: атом Гідрогену заповнить свій єдиний енергетичний рівень, а атом Хлору матиме вісім електронів на останньому енергетичному рівні (3s²3p⁶). Унаслідок перекривання 1s-орбіталі атома Гідрогену і 3p-орбіталі атома Хлору (мал. 91) із двох неспарених електронів утворюється спільна пара цих частинок.

Мал. 91. Перекривання орбіталей атомів під час утворення молекули НСl: а — 1s-орбіталь атома Н; б — 3р-орбіталь атома Сl із неспареним електроном

Виконаймо вправу

Запишіть повну електронну і графічну формули молекули хлороводню.

Згідно з результатами досліджень, два електрони, які «забезпечують» ковалентний зв’язок у молекулі НСl, частіше перебувають у більш електронегативному атомі Хлору, і спільна пара електронів зміщена до нього:

Н:Сl.

Цей атом 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 атомів використовують грецьку літеру δ («дельта») разом зі знаком «+» або «-». Розглянуту особливість ковалентного зв’язку в молекулі хлороводню зображують

Ковалентний зв’язок, у якому одна чи кілька спільних пар електронів 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, BF₃ та iн. Неполярним ковалентним зв’язком сполучені атоми в молекулах неметалів, у простих речовинах атомної будови — алмазі, графіті, силіції, а також атоми хімічних елементів з однаковою електронегативністю в молекулах складних речовин.

Думаймо

Скориставшись інформацією, наведеною в таблиці 6, укажіть формули молекул з полярним і неполярним ковалентним зв’язком: І₂, СО₂, SF₄, РН₃, Сl₂О₇.

Що більша різниця електронегативності хімічних елементів, то полярніший зв’язок між їхніми атомами.

Думаймо

У якій молекулі ковалентний зв’язок більш полярний — НСl чи НI?

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

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

Думаймо

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.

ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ

Перевірмо себе

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

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

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

4. Серед наведених формул укажіть ті, що відповідають речовинам з неполярним і полярним ковалентним зв’язком: H₂S, SiO₂, Р₄, CF₄, NCl3. Поясніть ваш вибір.

Поміркуймо

5. Символи хімічних елементів часто розміщені у формулах сполук за збільшенням електронегативності елементів. Укажіть серед наведених формул такі, у яких немає зазначеної послідовності: Na₂CO₃, NH₃, SiO₂, H₂S, NaOH, CH₄, HNO₃.

Аналізуймо

6. Позначте часткові заряди атомів, використавши літеру δ, у формулах молекул OF₂, СН₄ іSiCl₄. Який зв’язок у цих молекулах найбільш полярний, а який — найменш полярний?

7. * Укажіть правильне закінчення речення «Значення електронегативності Калію та Кальцію становлять відповідно ...»: