Условие
Определи вид химической связи в веществах: Cl₂, H₂O, NaCl, CaO, HCl. Для каждого вещества объясни, почему связь именно такая, и укажи, где различие электроотрицательностей отсутствует, где оно невелико, а где очень большое.
Что известно и что ищем
- Известно, что электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе общие электроны, и что сравнение электроотрицательностей двух атомов определяет вид связи.
- Известны три случая: одинаковые атомы, разные атомы неметаллов, металл с неметаллом.
- Ищем не название связи по веществу, а сравнение атомов внутри формулы.
Ход решения
- Шаг 1. Начинаем со случая «атомы одинаковы». В Cl₂ молекулу образуют два одинаковых атома, их электроотрицательности равны, поэтому общая электронная пара принадлежит обоим в равной степени. Связь ковалентная неполярная.
- Шаг 2. Переходим к разным неметаллам. В H₂O водород и кислород различаются по электроотрицательности: кислород сильнее тянет к себе электроны, и общая пара смещена в его сторону. Связь ковалентная полярная. Тот же случай в HCl: хлор притягивает общую пару сильнее водорода.
- Шаг 3. Разбираем металл с неметаллом. В NaCl различие электроотрицательностей настолько велико, что электрон переходит от натрия к хлору целиком, и атомы превращаются в ионы. Связь ионная. Так же устроен CaO: кальций отдаёт электроны кислороду.
- Шаг 4. Расставляем вещества по «силе» различия. Самое маленькое различие у Cl₂ (оно нулевое), затем у HCl и H₂O (заметное, но не полное), а самое большое у NaCl и CaO, где происходит переход электронов.
- Шаг 5. Связываем вид связи со свойством вещества. Ионные соединения — твёрдые и тугоплавкие, потому что ионы крепко держатся друг за друга; молекулярные вещества с ковалентными связями часто газы или легкоплавкие твёрдые тела. Именно поэтому соль плавится при высокой температуре, а вода кипит при ста градусах.
- Шаг 6. Формулируем правило. Чтобы определить вид связи, не нужно вспоминать название вещества: достаточно посмотреть на атомы в формуле и сравнить их электроотрицательность. Одинаковые атомы — неполярная связь, разные неметаллы — полярная, металл с неметаллом — ионная.
Проверь себя
- Ответ: Cl₂ — ковалентная неполярная; H₂O и HCl — ковалентная полярная; NaCl и CaO — ионная.
- Проверка вывода: задайте встречный вопрос — есть ли в формуле металл. Если металл есть, а второй элемент неметалл, связь ионная; если металла нет, связь ковалентная, и остаётся только понять, одинаковы ли атомы.
- Ловушка: называть связь в воде «водородной». Водородная связь — это связь между молекулами, а не внутри молекулы, и в 8 классе речь о связях внутри формулы. Вторая ловушка — считать связь в HCl ионной: хлор и водород оба неметаллы, значит связь полярная, хотя и сильно поляризованная.
Как объяснить ребёнку
«Два атома в молекуле — как два человека, которые держат одну общую вещь. Если силы равные, вещь посередине: связь неполярная. Если один сильнее, вещь ближе к нему: связь полярная. А если один очень сильный, он просто забирает вещь себе: так получается ионная связь. Смотрим не на название вещества, а на то, кто с кем соединился».
Тема для отчёта родителю
«Химическая связь: ковалентная неполярная и полярная, ионная».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.