Disciplina: Chimie

Clasa: a-IX-a

Teme propuse

1. Legatura ionica

Lectia 1. Legatura ionica

Lectia 2. Cristalul de clorura de sodiu

2. Legatura covalenta

Lectia 1. Legatura covalenta polara

Lectia 2. Legatura covalenta nepolara

Lectia 1.Legatura ionica

Legatura ionica se realizeaza intre elementele cu caracter chimic opus:

- un metal capabil sa cedeze electroni- un nemetal capabil sa accepte eleclroni

Compusii ionici sunt substante solide care se prezinta sub forma de cristaleionice , care sunt neutr din punct de vedere electric.

Compusii ionici se impart in:

- saruri- oxizi bazici- hidroxizi

Exemple:

Saruri

NaCl (clorura de sodiu) ; CaCl2 (clorura de calciu) ; MgF2 (florura demagneziu) ; Ca(NO3)2 (azotat de calciu)

Oxizi bazici

MgO (oxid de magneziu) ; Na2O (oxid de sodiu) ; BaO (oxid de bariu) ;Al2O3 (trioxid de aluminiu)

Hidroxizi

NaOH (hidroxid de sodiu) ; Ca (OH)2 (hidroxid de calciu) ; Mg(OH)2

(hidroxid de magneziu)

Legatura ionica este acea legatura rezultata prin transfer de electroni.Proprietatea atomului de a forma o astfel de legatura se numesteelectrovalenta.

Formarea legaturii ionice in molecula de clorura de sodiu (NaCl)

1) scriem configuratiile electronice ale atomilor de Na si de Cl

Na → Z=11e-

1s2 2s22p63s1

Cl → Z=17e-

1s22s22p63s23p5

2) observam care dintre cei doi atomi cedeaza electroni si care acceptaelectroni pentru a se putea forma legatura ionica

Dupa cum se observa din configuratia electronica, sodiul are un singurelectron in substratul 3s (1s2 2s22p63s1) pe care il poate ceda cu usurintasi astfel se poate transforma in ion pozitiv.

Na ∙ ― 1e- → Na+

1s2 2s22p63s1 1s2 2s22p6

Dupa cum se poate observa din configuratia electronica, clorul are 7electroni in stratul 3p (1s22s22p63s23p5) unde poate accepta un electron si se poatetransforma in ion negativ.

∙∙ ∙∙

∙∙Cl∙ + 1e- → ∙∙ Cl- ∙∙

∙∙ ∙∙

1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p6

3) in urma procesului de ionizare rezulta ioni pozitivi (Na+) si ioni negativi(Cl-) care se atrag intre ei si astfel se formeaza molecula de NaCl silegatura ionica

∙∙ ∙∙Na+ + ∙∙ Cl- ∙∙ → Na+ ∙∙ Cl- ∙∙

∙∙ ∙∙Intre atomii de Na si de Cl se stabileste o legatura ionica , clorura desodiu fiind un compus ionic.

Probleme rezolvate

1. Modeleaza formarea legaturii ionice in oxidul de magneziu (MgO).

Etapele ce trebuiesc urmate in rezolvarea acestei probleme sunt :

- scriem configuratiile electronice ale atomilor de magneziu si oxigen

Mg → Z=12

1s22s22p63s2

O → Z=8

1s22s22p4

- observam care dintre cei doi atomi cedeaza si care accepta electroni

Dupa cum se poate observa din configuratia electronica, magneziul are 2electroni in substratul 3s (1s2 2s22p6 3s2) pe care ii poate ceda cu usurintasi astfel se poate transforma in ion pozitiv.

Mg ∙∙ ― 2e- → Mg2+

1s22s22p63s2 1s2 2s22p6

Dupa cum se poate observa din configuratia electronica, oxigenul are 6electroni in stratul 2s2p (1s22s22p4) unde poate accepta 2 electroni si se poatetransforma in ion negativ.

∙∙ ∙∙

∙∙ O ∙ + 2e- → ∙∙O2- ∙∙

∙ ∙∙

1s22s22p4 1s2 2s22p6

- in urma procesului de ionizare rezulta ioni pozitivi (Mg2+) si ioninegativi (O2-) care se atrag intre ei si astfel se formeaza molecula deMgO si legatura ionica

∙∙Mg2+ + ∙∙O2- ∙∙ →Mg2+O2-

∙∙Intre atomii de Mg si de O se stabileste o legatura ionica , oxidul demagneziu fiind un compus ionic.

Probleme propuse

1. Modeleaza formarea legaturii ionice in clorura de potasiu (KCl)

2. Modeleaza formarea legaturii ionice in oxidul de bariu (BaO)

Tema pentru acasa

1. Scrieti formulele chimice pentru urmatorii compusi:- oxid de potasiu- azotat de calciu- florura de magneziu

2. Cum se poate realiza legatura ionica?

Lectia 2.Cristalul de clorura de sodiu

Clorura de sodiu este cunoscuta sub denumirea uzuala de sare de bucatarie si estefolosita de oameni din cele mai vechi timpuri.

Clorura de sodiu (NaCl) , se gaseste in stare naturala fie sub forma de sare gema, insaline , fie dizolvata in apa marilor si oceanelor, lacurilor sarate si apele minerale.

Molecula de clorura de sodiu are urmatoarea forma:

Fig 1.

In figura 1 sunt evidentiati ionii de sodiu (Na) si de clor (Cl). Ionii de sodiu suntreprezentati de bilele colorate in rosu , iar ionii de clor sunt reprezentati de bileleverzi.

Dupa cum se poate observa ionii de sodiu sunt incarcati cu sarcina electricapozitiva , iar cei de clor poseda sarcina electrica negativa. Deasemenea din figura 1se observa si faptul ca ionii de sodiu si clor sunt intr-o continua concurenta si auloc o multime de interactii de natura fizica si chimica.

Formarea molecule de clorura de sodiu are loc prin reactii cu transfer de electroniintre cele doua elemente . Astfel , in urma transferului de electroni se formeazaionii Na+ si Cl- care se atrag prin forte de natura electrostatica si formeazaprodusul ionic NaCl.

∙∙ ∙∙

Na ∙ + ∙Cl ∙∙ →Na+ + ∙∙Cl ∙∙- → Na+Cl-

∙∙ ∙∙

2Na (s) + Cl2 (g) → 2NaCl (s) + Q

Fig 2

Clorura de sodiu cristalizeaza in retea cubica, in nodurile careia se gasesc ionii deNa+ care alterneaza cu ionii de Cl-.

Fig 3 : Reteaua cubica a clorurii de sodiu

In figura 3 se observa structura cristalului de clorura de sodiu .In aceasta structurafiecare ion de Na+ este inconjurat de 6 ioni de Cl- si fiecare ion de Cl – esteinconjurat de alti 6 ioni de Na+ astfel ca raportul dintre numarul ionilor cu sarcinide semn contrar este de 1:1. Astfel cristaklul de clorura de sodium este neutru dinpunct de vedere electric.

Proprietati fizice ale clorurii de sodiu

In stare pura clorura de sodiu este o substanta solida, incolora, inodora si cu gustsarat.Prezinta puncte ridicate de fierbere si topire , ceea ce sedatoreaza legaturiiionice, care este o legatura puternica.

In stare solida clorura de sodiu nu conduce curentul electric deoarece ionii de Na+

si Cl- ocupa pozitii fixe in cristal si nu se pot deplasa.

In stare lichida clorura de sodiu conduce curentul electric datorita prezentei ionilormobili de Na+ si Cl-.

Cristalul ionic de clorura de sodiu la lovire se sparge in cristale mici , este casant.

Exercitii rezolvate:

1. Cum se gaseste clorura de sodium in stare naturala?

Clorura de sodiu (NaCl) , se gaseste in stare naturala fie sub forma de sare gema, insaline , fie dizolvata in apa marilor si oceanelor, lacurilor sarate si apele minerale.

2. In ce conditii clorura de sodium poate conduce curentul electric?

In stare lichida clorura de sodiu conduce curentul electric datorita prezentei ionilormobili de Na+ si Cl-.

3. In ce tip de retea cristalizeaza clorura de sodiu?

Clorura de sodiu cristalizeaza in retea cubica, in nodurile careia se gasesc ionii deNa+ care alterneaza cu ionii de Cl-.

Exercitii propuse:

1. Explicati formarea moleculei de clorura de sodiu

2. Spuneti ce proprietati fizice prezinta clorura de sodiu

3. Explicati structura retelei de clorura de sodium

Tema pentru acasa :

1. Alegeti raspunsul correct:

a) Cristalele ionice sunt / nu sunt casanteb) Punctele de topire si fierbere sunt mici / maric) Compusul clorura de sodiu este un compus ionic / covalentd) In stare solida clorura de sodiu conduce / nu conduce curentul electrice) Clorura de sodium este / nu este neutral din punct de vedere electric

Lectia 1.Legatura covalenta polara

Legatura covalenta se realizeaza prin punere in comun de electroni intre doi atomiidentici sau diferiti.

Doi atomi identici sau diferiti isi pot pune in comun cate unul, doi sau trei electronidin stratul de valenta si rezulta unul, doua sau trei dublete electronice de legaturacorespunzator formarii legaturii covalente simple, duble sau triple.

Legatura covalenta simpla

Se realizeaza cand doi atomi identici sau diferiti pun in comun cate un electron sirezulta un dublet electronic de legatura tip sigma σ.

H → 1s1

Luand doi atomi de hidrogen vom forma o legatura covalenta simpla.

H∙ ∙H → H ― H

S-a pus in comun electronul de pe ultimul strat 1s1 de la ambii atomi de hidrogen siastfel s-a format legatura H ― H

Legatura covalenta dubla

Se realizeaza cand doi atomi identici sau diferiti pun in comun fiecare cate doielectroni si rezulta doua dublete electronice de legatura: unul sigma σ si unul pi π.

C → 1s2 2s2 2p2

O → 1s2 2s2 2p4

Luand un atom de carbon si un atom de oxigen vom forma o legatura covalentadubla.

∙ ∙∙

C∙∙ ∙∙O → = C = O

∙ ∙∙

Legatura covalenta tripla

Doi atomi identici sau diferiti pot pune in comun cate 3 electroni din parteafiecaruia si astfel rezulta 3 dublete electronice de legatura : unul sigma σ si doua piπ.

C → 1s2 2s2 2p2

N → 1s2 2s2 2p3

Luand un atom de carbon si un atom de azot vom forma o legatura covalenta tripla.

C ∙∙∙ ∙∙∙N → ― C ≡ N

∙ ∙∙

Legatura covalenta polara

Cand legatura covalenta se realizeaza intre 2 atomi diferiti, atomul maielectronegativ atrage mai puternic electronii pusi in comun si ii mentine maiaproape de nucleul sau.

Legatura covalenta polara se realizeaza prin punere in comun de electroni intre cei2 atomi diferiti.

Prin legaturi covalente polare se formeaza molecule polare .

Exemple de molecule polare:

HCl – acid clorhidric

HF – acid fluorhidric

H2O – apa

NH3 – amoniac

Formarea legaturii covalente polare in molecula de acid fluorhidric

1) scriem configuratiile electronice ale atomilor de H si de F

H → Z=1e-

1s1

F → Z=9 e-

1s22s22p5

2) observam ca atomul de fluor are pe ultimul strat 2s2 2p5 un electron necuplatAstfel la formarea molecule de HF, atomul de fluor isi pune in comunelectronul neculat din stratul 2p iar atomul de hidrogen isi pune in comunsingurul electron pe care il poseda in stratul 2s. Se formeaza astfel un dubletelectronic de legatura σ care este mai puternic atras de atomul de fluor(puternic electronegativ).

∙∙ ∙∙H∙ + ∙ F ∙∙ → H ∙ ∙ F ∙∙ → H― F

∙∙ ∙∙

Probleme rezolvate

1. Modeleaza formarea legaturii covalente polare in molecula de apa (H2 O)

Etapele ce trebuiesc urmate in rezolvarea acestei probleme sunt :

- scriem configuratiile electronice ale atomilor de hidrogen si oxigen

H → Z=1e-

1s1

O → Z=8

1s22s22p4

- observam ca atomul de oxigen are pe ultimul strat 2p4 doi electroninecuplati

Astfel la formarea molecule de H2O, atomul de oxigen isi pune in comunelectronii neculati din stratul 2p iar atomii de hidrogen isi pun in comunsingurii electroni pe care ii poseda in stratul 2s. Se formeaza astfel douadublete electronice de legatura: unul σ si unul π care sunt mai puternicatrase de atomul de oxigen (puternic electronegativ).

∙∙ ∙∙H∙ + ∙ O ∙ + ∙ H → H∙∙O∙∙ H → H― O ― H

∙∙ ∙∙

Intre atomii de hidrogen si oxigen din molecula de apa se formeaza doualegaturi covalente polare.

Probleme propuse

1. Modeleaza formarea legaturii covalente polare in acid clorhidric (HCl)

2. Modeleaza formarea legaturii covalente polare in amoniac (NH3)

Tema pentru acasa

1. Definiti legatura covalenta

2. De cate tipuri este legatura covalenta ? Exemplificati

3. Cum are loc formarea legaturii covalente polare ?

Lectia 2.

Legatura covalenta nepolara

Legatura covalenta se realizeaza prin punere in comun de electroni intre doi atomiidentici sau diferiti.

Doi atomi identici sau diferiti isi pot pune in comun cate unul, doi sau trei electronidin stratul de valenta si rezulta unul, doua sau trei dublete electronice de legaturacorespunzator formarii legaturii covalente simple, duble sau triple.

Legatura covalenta simpla

Se realizeaza cand doi atomi identici sau diferiti pun in comun cate un electron sirezulta un dublet electronic de legatura tip sigma σ.

H → 1s1

Luand doi atomi de hidrogen vom forma o legatura covalenta simpla.

H∙ ∙H → H ― H

S-a pus in comun electronul de pe ultimul strat 1s1 de la ambii atomi de hidrogen siastfel s-a format legatura H ― H

Legatura covalenta dubla

Se realizeaza cand doi atomi identici sau diferiti pun in comun fiecare cate doielectroni si rezulta doua dublete electronice de legatura: unul sigma σ si unul pi π.

C → 1s2 2s2 2p2

O → 1s2 2s2 2p4

Luand un atom de carbon si un atom de oxigen vom forma o legatura covalentadubla.

∙ ∙∙

C∙∙ ∙∙O → = C = O

∙ ∙∙

Legatura covalenta tripla

Doi atomi identici sau diferiti pot pune in comun cate 3 electroni din parteafiecaruia si astfel rezulta 3 dublete electronice de legatura : unul sigma σ si doua piπ.

C → 1s2 2s2 2p2

N → 1s2 2s2 2p3

Luand un atom de carbon si un atom de azot vom forma o legatura covalenta tripla.

C ∙∙∙ ∙∙∙N → ― C ≡ N

∙ ∙∙

Legatura covalenta nepolara

Cand legatura covalenta se realizeaza intre 2 atomi identici, dubletul de legaturaapartine in egala masura ambilor atomi legati .

Legatura covalenta nepolara se realizeaza prin punere in comun de electroni intrecei 2 atomi identici.

Prin legaturi covalente nepolare se formeaza molecule nepolare .

Exemple de molecule nepolare:

H2 – molecula de hidrogen

F2 – molecula de fluor

Cl2 – molecula de clor

N2 – molecula de azot

O2 – molecula de oxigen

Formarea legaturii covalente nepolare in molecula de azot

1) scriem configuratia electronica a atomului de azot

N → 1s2 2s2 2p3

2) observam ca atomul de azot are 3 electroni necuplati pe ultimul strat 2s2

2p3.Pentru a putea forma legatura covalenta nepolara din molecula de azot,trebuie ca cei 2 atomi de azot ca intrevin in molecula sa-si puna fiecare incomun cei 3 electroni necuplati de pe ultimul strat.∙∙ ∙∙N∙∙∙ ∙∙∙N → N ≡ N

Se formeaza astfel o legatura covalenta nepolara intre cei doi atomi de azot.

Probleme rezolvate

1. Modeleaza formarea legaturii covalente nepolare in molecula de clor(Cl2).

Etapele ce trebuiesc urmate in rezolvarea acestei probleme sunt :

- scriem configuratia electronica a atomului de clor

Cl → 1s22s22p63s23p5

- observam ca atomul de clor are 1 electron necuplat pe ultimul strat 3s2

3p5.Pentru a putea forma legatura covalenta nepolara din molecula de clor,trebuie ca cei 2 atomi de clor ca intrevin in molecula sa-si puna fiecare incomun electronul necuplat din 3p.

∙∙ ∙∙∙∙ Cl ∙ + ∙ Cl ∙∙ → Cl ∙ ∙ Cl → Cl ― Cl

∙∙ ∙∙

Se formeaza astfel o legatura covalenta nepolara intre cei 2 atomi de clor

Probleme propuse

1. Modeleaza formarea legaturii covalente nepolare in molecula de fluor (F2)

2. Modeleaza formarea legaturii covalente nepolare in in molecula deoxigen(O2)

Tema pentru acasa

1. Definiti legatura covalenta nepolara

2. Explicati cum se formeaza molecula covalenta nepolara. Exemplificati.

3. Modelati formarea legaturii covalente nepolare in molecula de hidrogen (H2)