Для примера, подсчитаем количество ковалентных связей, которые могут образовать натрий (Na), алюминий (Al), фосфор (P), и хлор (Cl). Натрий (Na) и алюминий (Al) имеют, соответственно 1 и 3 электрона на внешней оболочке, и, по первому правилу (для механизма образования ковалентной связи используется один электрон на внешней оболочке), они могут образовать:натрий (Na) - 1 и алюминий (Al) - 3 ковалентных связи. После образования связей количество электронов на внешних оболочках натрия (Na) и алюминия (Al) равно, соответственно, 2 и 6; т.е., менее максимального количества (8) для этих атомов. Фосфор (P) и хлор (Cl) имеют, соответственно, 5 и 7 электронов на внешней оболочке и, согласно второй из вышеназванных закономерностей, они могли бы образовать 5 и 7 ковалентных связей. В соответствии с четвертой закономерностью образование ковалентной связи, число электронов на внешней оболочке этих атомов увеличивается на 1. Согласно шестой закономерности, когда образуется ковалентная связь, число электронов на внешней оболочке связываемых атомов не может быть более 8. То есть, фосфор (P) может образовать только 3 связи (8-5 = 3), в то время как хлор (Cl) может образовать только одну (8-7 = 1).
Описанный механизм образования ковалентных связей позволяет нам предсказать молекулярное строение вещества на основании элементарного анализа.
Пример: на основании анализа мы обнаружили, что некое вещество состоит из атомов натрия (Na) и хлора (Cl). Зная закономерности механизма образования ковалентных связей, мы можем сказать, что натрий (Na) может образовать только 1 ковалентную связь. Таким образом, мы можем предположить, что каждый атом натрия (Na) связан с атомом хлора (Cl) посредством ковалентной связи в этом веществе, и что это вещество состоит из молекул атома NaCl. Формула строения для этой молекулы: Na - Cl. Здесь тире (-) означает ковалентную связь. Электронную формулу этой молекулы можно показать следующим образом: . . Na : Cl : . . В соответствии с электронной формулой, на внешней оболочке атома натрия (Na) в NaCl имеется 2 электрона, а на внешней оболочке атома хлора (Cl) находится 8 электронов. В данной формуле электроны (точки) между атомами натрия (Na) и хлора (Cl) являются связующими электронами. Поскольку ПЭИ у хлора (Cl) равен 13 эВ, а у натрия (Na)он равен 5,14 эВ, связующая пара электронов находится гораздо ближе к атому Cl, чем к атому Na. Если энергии ионизации атомов, образующих молекулу сильно различаются, то образовавшаяся связь будет полярной ковалентной связью.
Рассмотрим другой случай. На основании анализа мы обнаружили, что некое вещество состоит из атомов алюминия (Al) и атомов хлора (Cl). У алюминия (Al) имеется 3 электрона на внешней оболочке; таким образом, он может образовать 3 ковалентные химические связи, в то время хлор (Cl), как и в предыдущем случае, может образовать только 1 связь. Это вещество представлено как AlCl3, а его электронную формулу можно проиллюстрировать следующим образом:
Рисунок 3.1. Электронная формула AlCl3
чья формула строения: Cl - Al - Cl | Cl
Эта электронная формула показывает, что у AlCl3 на внешней оболочке атомов хлора (Cl) имеется 8 электронов, в то время, как на внешней оболочке атома алюминия (Al) их 6. По механизму образования ковалентной связи, оба связующих электрона (по одному от каждого атома) поступают на внешние оболочки связываемых атомов.
Мыло — жидкий или твёрдый продукт, который состоит из поверхностно-активных веществ в соединении с водой. На сегодняшний день мыло используется как моющее средство, для производства косметики, отделки тканей, в полировках и водоэмульсионных красках, во взрывчатых веществах.
Процесс промышленного производства мыла состоит из двух стадий: химическая (варка мыла); механическая.
На этом этапе получают водный раствор солей натрия (иногда калия) жирных кислот или их заменителей (нафтеновых, смоляных). Далее неочищенные жиры обрабатывают щелочью и как результат получается на выходе "клеевое мыло". Полученную смесь очищают. На заключительном этапе химической стадии "мыльный клей» обрабатывают электролитами (избытком щелочи (NaOH) или раствором NaCl). Эта процедура приводит к расслоению мыла. Верхний слой - концентрированное мыло, с содержанием до 60% жирных кислот (масла), а нижний - «подмыльный щелок» (вода, глицерин и загрязняющие вещества исходного сырья). Очищенный глицерин зачастую добавляют в мыло, но не всегда весь. Полученное на этой стадии мыло называют ядровым. Таким образом получается хозяйственное мыло.
Реакции:
2С17H35COONa + Ca2+ = (C17H35COO)2Ca + 2Na+
Мыло в природе.
Мыло можно найти и в природе. Многие растения обладают моющим действием. Это и мыльнянка(Saponaria), и смолёвка обыкновенная(Silene vulgaris), и грыжник голый (Caryophyllaceae), и солодка (Glycyrrhiza glabra), и бузина черная (Sambucus nigra) и многие другие. При растирании корней мыльнянки образуется пышная, долго не оседающая пена. Такая же пена образуется с порошка корня солодки. А ягоды бузины, хоть и не образуют пены, прекрасно отмывают грязь.
Для примера, подсчитаем количество ковалентных связей, которые могут образовать натрий (Na), алюминий (Al), фосфор (P), и хлор (Cl). Натрий (Na) и алюминий (Al) имеют, соответственно 1 и 3 электрона на внешней оболочке, и, по первому правилу (для механизма образования ковалентной связи используется один электрон на внешней оболочке), они могут образовать:натрий (Na) - 1 и алюминий (Al) - 3 ковалентных связи. После образования связей количество электронов на внешних оболочках натрия (Na) и алюминия (Al) равно, соответственно, 2 и 6; т.е., менее максимального количества (8) для этих атомов. Фосфор (P) и хлор (Cl) имеют, соответственно, 5 и 7 электронов на внешней оболочке и, согласно второй из вышеназванных закономерностей, они могли бы образовать 5 и 7 ковалентных связей. В соответствии с четвертой закономерностью образование ковалентной связи, число электронов на внешней оболочке этих атомов увеличивается на 1. Согласно шестой закономерности, когда образуется ковалентная связь, число электронов на внешней оболочке связываемых атомов не может быть более 8. То есть, фосфор (P) может образовать только 3 связи (8-5 = 3), в то время как хлор (Cl) может образовать только одну (8-7 = 1).
Описанный механизм образования ковалентных связей позволяет нам предсказать молекулярное строение вещества на основании элементарного анализа.Пример: на основании анализа мы обнаружили, что некое вещество состоит из атомов натрия (Na) и хлора (Cl). Зная закономерности механизма образования ковалентных связей, мы можем сказать, что натрий (Na) может образовать только 1 ковалентную связь. Таким образом, мы можем предположить, что каждый атом натрия (Na) связан с атомом хлора (Cl) посредством ковалентной связи в этом веществе, и что это вещество состоит из молекул атома NaCl. Формула строения для этой молекулы: Na - Cl. Здесь тире (-) означает ковалентную связь. Электронную формулу этой молекулы можно показать следующим образом:
. .
Na : Cl :
. .
В соответствии с электронной формулой, на внешней оболочке атома натрия (Na) в NaCl имеется 2 электрона, а на внешней оболочке атома хлора (Cl) находится 8 электронов. В данной формуле электроны (точки) между атомами натрия (Na) и хлора (Cl) являются связующими электронами. Поскольку ПЭИ у хлора (Cl) равен 13 эВ, а у натрия (Na)он равен 5,14 эВ, связующая пара электронов находится гораздо ближе к атому Cl, чем к атому Na. Если энергии ионизации атомов, образующих молекулу сильно различаются, то образовавшаяся связь будет полярной ковалентной связью.
Рассмотрим другой случай. На основании анализа мы обнаружили, что некое вещество состоит из атомов алюминия (Al) и атомов хлора (Cl). У алюминия (Al) имеется 3 электрона на внешней оболочке; таким образом, он может образовать 3 ковалентные химические связи, в то время хлор (Cl), как и в предыдущем случае, может образовать только 1 связь. Это вещество представлено как AlCl3, а его электронную формулу можно проиллюстрировать следующим образом:
Рисунок 3.1. Электронная формула AlCl3чья формула строения:
Cl - Al - Cl
|
Cl
Эта электронная формула показывает, что у AlCl3 на внешней оболочке атомов хлора (Cl) имеется 8 электронов, в то время, как на внешней оболочке атома алюминия (Al) их 6. По механизму образования ковалентной связи, оба связующих электрона (по одному от каждого атома) поступают на внешние оболочки связываемых атомов.
Мыло — жидкий или твёрдый продукт, который состоит из поверхностно-активных веществ в соединении с водой. На сегодняшний день мыло используется как моющее средство, для производства косметики, отделки тканей, в полировках и водоэмульсионных красках, во взрывчатых веществах.
Процесс промышленного производства мыла состоит из двух стадий: химическая (варка мыла); механическая.
На этом этапе получают водный раствор солей натрия (иногда калия) жирных кислот или их заменителей (нафтеновых, смоляных). Далее неочищенные жиры обрабатывают щелочью и как результат получается на выходе "клеевое мыло". Полученную смесь очищают. На заключительном этапе химической стадии "мыльный клей» обрабатывают электролитами (избытком щелочи (NaOH) или раствором NaCl). Эта процедура приводит к расслоению мыла. Верхний слой - концентрированное мыло, с содержанием до 60% жирных кислот (масла), а нижний - «подмыльный щелок» (вода, глицерин и загрязняющие вещества исходного сырья). Очищенный глицерин зачастую добавляют в мыло, но не всегда весь. Полученное на этой стадии мыло называют ядровым. Таким образом получается хозяйственное мыло.
Реакции:
2С17H35COONa + Ca2+ = (C17H35COO)2Ca + 2Na+
Мыло в природе.
Мыло можно найти и в природе. Многие растения обладают моющим действием. Это и мыльнянка(Saponaria), и смолёвка обыкновенная(Silene vulgaris), и грыжник голый (Caryophyllaceae), и солодка (Glycyrrhiza glabra), и бузина черная (Sambucus nigra) и многие другие. При растирании корней мыльнянки образуется пышная, долго не оседающая пена. Такая же пена образуется с порошка корня солодки. А ягоды бузины, хоть и не образуют пены, прекрасно отмывают грязь.