RCew6yTtw16931

Ilustracja przedstawia graficzne modele cząsteczek wody i azotu oraz ich wzory elektronowe. W cząsteczce wody po lewej stronie, atom tlenu ma postać dużej kuli w czerwonym kolorze, a przylegające do niej mniejsze białe kulki reprezentują atomy wodoru. Wzór elektronowy znajdujący się poniżej ma postać kreskową, co oznacza, że pary elektronów występujące przy danym atomie mają postać kresek przylegających do symbolu atomu lub łączących dwa atomy. W cząsteczce wody występują cztery takie kreski – dwie otaczają symbol tlenu od góry, a dwie w dolnej części łączą tlen z atomami wodoru. W cząsteczce azotu po prawej stronie atomy azotu mają postać dużych, przylegających do siebie niebieskich kul. We wzorze elektronowym można zaobserwować, że atomy te łączą trzy pary elektronowe, a ponadto każdy atom azotu ma jeszcze jedną wolną parę elektronów po lewej i prawej stronie.

1. Co warto wiedzieć o gazach szlachetnych?

Porównując właściwości pierwiastków, można zauważyć, że niemetale, które znajdują się w $18.$ grupie układu okresowego (helowce, zwane gazami szlachetnymi), wykazują najmniejszą aktywność. Są zatem bierne chemicznie.

Helowce w temperaturze pokojowej nie tworzą cząsteczek, a tylko w wyjątkowych przypadkach niektóre z nich mogą tworzyć związki chemiczne, stosunkowo nietrwale. Dlaczego tak się dzieje?

Okazuje się, że konfiguracja elektronowa atomów helowców jest trwała. Atom helu ma dwa elektrony walencyjne, zaś atomy pozostałych gazów szlachetnych mają po osiem elektronów na ostatniej powłoce. Takie zapełnienie powłoki walencyjnej jest korzystne energetycznie. W takim razie większość atomów pierwiastków, łącząc się ze sobą, dąży do uzyskania konfiguracji elektronowej najbliższego im w układzie okresowym helowca. Na przykład atomy wodoru dążą do konfiguracji elektronowej helu, a atomy chloru do konfiguracji elektronowej atomu argonu.

2. Czy atomy mogą dzielić się swoimi elektronami?

Atomy mogą łączyć się zarówno z atomami tego samego pierwiastka chemicznego, jak i atomami innych pierwiastków. Oddziaływanie pomiędzy atomami, które sprawia, że atomy te łączą się ze sobą w sposób trwały, nazywa się wiązaniem chemicznym. W tworzeniu wiązania biorą udział elektrony walencyjne. Jak pamiętasz, liczba elektronów walencyjnych pierwiastka jest ściśle związana z jego położeniem w układzie okresowym i jego właściwościami fizykochemicznymi. To od tego zależy sposób oddziaływania i wiązania się ze sobą atomów.

Ważne!

Przy opisie wiązań chemicznych bardzo często posługujemy się symbolicznym zapisem. Wykorzystuje się w nim symbol pierwiastka chemicznego i zaznacza się wokół niego kropkami liczbę elektronów walencyjnych. Są to tak zwane wzory elektronowe kropkowe. Czasami, dla uproszczenia zapisu, pary dwóch elektronów oznacza się kreskami. Powstaje wtedy wzór elektronowy kreskowy. W tabeli przedstawiono omawiane wzory elektronowe przykładowych atomów pierwiastków.

R1ak7wkUf2dib

Tabela przedstawiająca dwa sposoby symbolicznego zapisu konfiguracji elektronów walencyjnych i wiązań w cząstkach i atomach: wzór kropkowy i kreskowy. W pierwszej kolumnie tabeli, licząc od lewej strony, znajduje się opis poszczególnych wierszy. Licząc od góry, są to: nazwa atomu pierwiastka, wzór elektronowy kropkowy i wzór elektronowy kreskowy. Tablica przedstawia trzy przykładowe zapisy: dla atomów wodoru z jednym elektronem walencyjnym, dla atomu magnezu z dwoma elektronami walencyjnymi i dla atomu chloru z siedmioma elektronami walencyjnymi. Atom wodoru opisany jest tylko w postaci wzoru kropkowego z uwagi na brak pary elektronowej. Ma on postać litery $\text{H}$ z kropką po prawej stronie. Magnez może mieć po prawej stronie dwie kropki lub zamiast nich pionową kreskę. Chlor, którego liczba elektronów jest nieparzysta, może być albo otoczony przez kropki − po dwie z każdej strony za wyjątkiem prawej, gdzie jest tylko jedna kropka − albo przez kreski z trzech stron i kropkę po prawej.

Na czym polega wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane?

Wodór to pierwiastek chemiczny, którego atomy w normalnych warunkach występują w postaci związanej w dwuatomowych cząsteczkach ${\text{H}}_2$. Wiązanie pomiędzy atomami wodoru polega na oddaniu do wspólnego użytku po jednym elektronie przez każdy z atomów. Mówi się wówczas, że elektrony zostały uwspólnione. Nazywamy je wspólną parą elektronową lub wiążącą parą elektronową.

Rtnvc1KHZ6xrV

Ilustracja przedstawia wzór kropkowy elektronów w cząsteczce wodoru. Narysowane są dwa symbole wodoru $\text{H}$, a między nimi obok siebie umieszczone są dwie kropki. Kropki zaznaczone są czerwonym okręgiem podpisanym wspólna para elektronowa.

Symbolicznie wiązanie, tworzone przez dwa atomy wodoru, można przedstawić jako $\text{H}:\text{H}$. Dzięki uwspólnieniu elektronów, każdy z atomów wodoru ma w swoim otoczeniu dwa elektrony – atomy uzyskały w ten sposób trwałą konfigurację, jaką ma najbliższy gaz szlachetny, czyli hel (dwa elektrony walencyjne).

Opisane wiązanie, łączące dwa atomy wodoru za pomocą wspólnej pary elektronowej, jest przykładem wiązania nazywanego wiązaniem kowalencyjnymwiązanie kowalencyjne (wiązanie atomowe)wiązaniem kowalencyjnym lub wiązaniem atomowymwiązanie kowalencyjne (wiązanie atomowe)wiązaniem atomowym. Polega ono na uwspólnianiu elektronów i tworzeniu tzw. wiążących par elektronów, które należą w jednakowym stopniu do obu atomów. Tego typu wiązania kowalencyjne tworzą się między atomami tego samego niemetalu.

Poniżej przedstawiono wzory elektronowe wiązań kowalencyjnych, tworzonych między atomami wodoru.

RtgmGaao6NuN1

Tabela przedstawia zapis elektronów w cząsteczce wodoru. W pierwszej kolumnie, opisanej atom wodoru, znajduje się symbol $\text{H}$ z kropką. W drugiej kolumnie, podpisanej wzory elektronowe połączonych atomów wodoru, znajduje się wzór kropkowy cząsteczki wodoru $\text{H}$ dwukropek $\text{H}$ oraz wzór kreskowy cząsteczki wodoru $\text{H}$ myślnik $\text{H}$. Trzecia kolumna, podpisana jako elementy wiązania, zawiera wzory kropkowe i kreskowe cząsteczki wodoru, w których dwukropek i myślnik zaznaczone są niebieskimi okręgami podpisanymi wspólna para elektronowa (wiążąca para elektronowa).

R1Q4aiwwOYrvk

Animacja przedstawia, w jaki sposób tworzy się wiązanie pomiędzy atomami wodoru tworzącymi dwuatomową cząsteczkę wodoru. Animacja prezentuje różne ujęcia cząsteczki wodoru, takie jak modele czaszowe i wzory elektronowe.

Animacja przedstawia, w jaki sposób tworzy się wiązanie pomiędzy atomami wodoru tworzącymi dwuatomową cząsteczkę wodoru. Animacja prezentuje różne ujęcia cząsteczki wodoru, takie jak modele czaszowe i wzory elektronowe.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1Q4aiwwOYrvk

Animacja przedstawia, w jaki sposób tworzy się wiązanie pomiędzy atomami wodoru tworzącymi dwuatomową cząsteczkę wodoru. Animacja prezentuje różne ujęcia cząsteczki wodoru, takie jak modele czaszowe i wzory elektronowe.

ROKzkY91ltveG

Animacja przedstawia, w jaki sposób tworzy się wiązanie pomiędzy atomami chloru tworzącymi dwuatomową cząsteczkę chloru (Cl₂). Animacja prezentuje różne ujęcia cząsteczki chloru, takie jak modele czaszowe i wzory elektronowe.

Animacja przedstawia, w jaki sposób tworzy się wiązanie pomiędzy atomami chloru tworzącymi dwuatomową cząsteczkę chloru (Cl₂). Animacja prezentuje różne ujęcia cząsteczki chloru, takie jak modele czaszowe i wzory elektronowe.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/ROKzkY91ltveG

Animacja przedstawia, w jaki sposób tworzy się wiązanie pomiędzy atomami chloru tworzącymi dwuatomową cząsteczkę chloru (Cl₂). Animacja prezentuje różne ujęcia cząsteczki chloru, takie jak modele czaszowe i wzory elektronowe.

Poniżej przedstawiono efekt wiązania między atomami wodoru oraz między atomami chloru.

ROaCkOozsetHC

Tabela przedstawiająca konfiguracje elektronowe w cząsteczkach dwuatomowych wodoru i chloru. W pierwszym wierszu tabeli, licząc od góry, znajduje się opis poszczególnych kolumn. Od lewej są to: substancja, wzór elektronowy kropkowy, rodzaj osiągniętej konfiguracji elektronowej oraz gaz szlachetny, którego konfigurację osiągnął atom w cząsteczce. Wzór elektronowy kropkowy to wzór elektronowy, w którym wszystkie elektrony przedstawione są za pomocą kropek. Z kolei wzór elektronowy kreskowy to wzór elektronowy, w którym każda para elektronów przedstawiona jest a pomocą kreski. Pierwszą przedstawioną w ten sposób cząsteczką jest wodór, gdzie dwa atomy połączone są jedną parą elektronową. We wzorze kropkowym pomiędzy dwiema literami $\text{H}$ pojawiają się dwie kropki i taka konfiguracja elektronowa nosi nazwę dubletu, a występuje w helu. We wzorze kreskowym dwie litery $\text{H}$ połączone są za pomocą pojedynczej kreski. Drugą cząsteczką jest chlor. Tam dwa atomy również połączone są parą elektronów, ale oprócz tego każdy atom ma jeszcze po trzy własne pary elektronowe, których kropki tworzą we wzorze elektronowym dokładną otoczkę atomów --- każda litera $\text{Cl}$ ma po dwie kropki ze stron lewej, prawej, od góry i od dołu. We wzorze kreskowym pary elektronowe są ukazane jako pojedyncze, krótkie kreski. Atomy $\text{Cl}$ są połączone pojedynczą kreską. Dodatkowo każdy atom chloru ma rozmieszczone z trzech pozostałych stron trzy pojedyncze, krótkie kreski. Taka konfiguracja nosi nazwę oktetu, a sam chlor uzyskuje w cząsteczce konfigurację elektronową argonu.

3. Co jest efektem łączenia się atomów?

Struktury, które powstają w wyniku połączenia się atomów za pomocą wiązań kowalencyjnych (wiązań atomowych), nazywa się cząsteczkami. Dwa atomy wodoru, związane jedną parą elektronową, noszą nazwę cząsteczki wodoru, a połączone ze sobą dwa atomy chloru stanowią cząsteczkę chloru.

W przyrodzie występuje bardzo dużo różnorodnych cząsteczek, które mogą zawierać od dwóch do ponad miliona atomów. Omawiane w tej lekcji cząsteczki wodoru i chloru są przykładami niewielkich układów atomów – homojądrowych cząsteczek dwuatomowych, czyli cząsteczek zbudowanych z takich samych atomów.

Każdą cząsteczkę można opisać wzorem. Jednym ze sposobów jest wymienienie symboli atomów pierwiastków tworzących cząsteczkę, a następnie zaznaczenie za każdym symbolem pierwiastka (w prawym dolnym indeksie) liczby atomów wchodzących w jej skład. Przedstawiony zgodnie z tymi zasadami wzór cząsteczki jest nazywany wzorem sumarycznymwzór sumarycznywzorem sumarycznym cząsteczki.

RZaAdWXrbfGow

Tabela przedstawiająca konfiguracje elektronowe w cząsteczkach dwuatomowych wodoru i chloru. W pierwszym wierszu tabeli, licząc od góry, znajduje się opis poszczególnych kolumn. Od lewej są to: substancja, wzór elektronowy kropkowy, wzór elektronowy kreskowy, wzór sumaryczny. Wzór elektronowy kropkowy to wzór elektronowy, w którym wszystkie elektrony przedstawione są za pomocą kropek. Z kolei wzór elektronowy kreskowy to wzór elektronowy, w którym każda para elektronów przedstawiona jest za pomocą kreski. Pierwszą przedstawioną w ten sposób cząsteczką jest wodór, gdzie dwa atomy połączone są jedną parą elektronową. We wzorze kropkowym pomiędzy dwiema literami $\text{H}$ pojawiają się dwie kropki i taka konfiguracja elektronowa nosi nazwę dubletu, a występuje w helu. We wzorze kreskowym dwie litery $\text{H}$ połączone są za pomocą pojedynczej kreski. W ostatniej kolumnie przedstawiony jest wzór sumaryczny cząsteczki wodoru − $\text{H}$ indeks dolny $2$ koniec indeksu dolnego. Drugą cząsteczką jest chlor. Tam dwa atomy również połączone są parą elektronów, ale oprócz tego każdy atom ma jeszcze po trzy własne pary elektronowe, których kropki tworzą we wzorze elektronowym dokładną otoczkę atomów − każda litera $\text{Cl}$ ma po dwie kropki ze stron lewej, prawej, od góry i od dołu. Taka konfiguracja nosi nazwę oktetu, a sam chlor uzyskuje w cząsteczce konfigurację elektronową argonu. We wzorze kreskowym pary elektronowe są ukazane jako pojedyncze, krótkie kreski. Atomy $\text{Cl}$ są połączone pojedynczą kreską. Dodatkowo każdy atom chloru ma rozmieszczone z trzech pozostałych stron trzy pojedyncze, krótkie kreski. W ostatniej kolumnie przedstawiony jest wzór sumaryczny cząsteczki chloru − $\text{Cl}$ indeks dolny $2$ koniec indeksu dolnego.

Oprócz wiążących par elektronowych, w cząsteczkach mogą znajdować się także tzw. niewiążce pary elektronowe. Nie biorą one bezpośredniego udziału w tworzeniu wiązania chemicznego.

RviaOuXijtiFe

Ilustracja przedstawia różnice pomiędzy rodzajami par elektronowych w cząsteczkach, a przy okazji również w sposobie ich oznaczania w zapisie kreskowym. Rysunek przedstawia dwuatomową cząsteczkę chloru w zapisie elektronowym kreskowym. Kreska łącząca ze sobą atomy chloru zaznaczona jest niebieskim kolorem i podpisana jako Wiążąca para elektronowa. Z kolei kreski otaczające oba atomy chloru i nie łączące ich ze sobą oznaczone są kolorem czerwonym i podpisane Niewiążące pary elektronowe.

RnfE4GQUna7Ih

Animacja przedstawia różne sposoby ukazania cząsteczki chloru, takie jak model czaszowy, wzór elektronowy kropkowy, wzór elektronowy kreskowy i wzór sumaryczny. W animacji zostaje wyjaśnione, w jaki sposób tworzy się wzór sumaryczny cząsteczki.

Animacja przedstawia różne sposoby ukazania cząsteczki chloru, takie jak model czaszowy, wzór elektronowy kropkowy, wzór elektronowy kreskowy i wzór sumaryczny. W animacji zostaje wyjaśnione, w jaki sposób tworzy się wzór sumaryczny cząsteczki.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RnfE4GQUna7Ih

Animacja przedstawia różne sposoby ukazania cząsteczki chloru, takie jak model czaszowy, wzór elektronowy kropkowy, wzór elektronowy kreskowy i wzór sumaryczny. W animacji zostaje wyjaśnione, w jaki sposób tworzy się wzór sumaryczny cząsteczki.

Wodór czy chlor są pierwiastkami, które w stanie wolnym, jako gazy, występują w postaci cząsteczek dwuatomowych. Dlatego w ich symbolicznym opisie zawsze posługujemy się wzorami ${\text{Cl}}_2$, ${\text{H}}_2$.

4. Jak zbudowana jest cząsteczka azotu?

Atomy niemetali mogą uwspólniać więcej niż jedną parę elektronową.

Przykładem jest cząsteczka azotu, zbudowana z dwóch atomów azotu. Jak pamiętasz, atom azotu ma pięć elektronów walencyjnych, a do uzyskania ośmiu elektronów na ostatniej powłoce potrzebuje trzech. Dlatego każdy z atomów azotu w cząsteczce oddaje do wspólnego użytku po trzy elektrony.

RY9HUtCgULu04

Na ilustracji przedstawiona jest dwuatomowa cząsteczka azotu w postaci wzoru elektronowego kropkowego. Pomiędzy atomami azotu symbolizowanymi literami $\text{N}$ znajdują się trzy pary elektronowe, łącznie sześć kropek. Dodatkowo każdy atom ma po przeciwnej stronie po jednej niewiążącej parze elektronowej.

Między atomami azotu występują zatem trzy wiążące pary elektronowe. Takie wiązanie określa się mianem wiązania potrójnegowiązanie potrójnewiązania potrójnego. Wzór sumaryczny cząsteczki azotu to ${\text{N}}_2$.

RtrfBWLZpzbY9

Ilustracja przedstawia różnice pomiędzy rodzajami par elektronowych w cząsteczce azotu, a przy okazji również w sposobie ich oznaczania w zapisie kropkowym. Rysunek przedstawia dwuatomową cząsteczkę azotu w zapisie elektronowym kropkowym. Kropki łączące ze sobą atomy azotu zaznaczone są niebieskim kolorem i podpisane jako Wiążące pary elektronowe. Z kolei kropki po bokach atomów azotu, ale nie łączące ich ze sobą, oznaczone są kolorem czerwonym i podpisane Niewiążące pary elektronowe.

Wiązanie potrójne zawiera maksymalną liczbę wiązań, jaką mogą tworzyć atomy między sobą. W przyrodzie nie ma związków chemicznych, w których cząsteczkach występowałyby wiązania więcej niż trzykrotne.

5. Czym jest wiązanie kowalencyjne spolaryzowane?

Atomy różnych niemetali mogą (podobnie jak atomy należące do tego samego pierwiastka niemetalicznego) łączyć się ze sobą za pomocą wspólnych par elektronowych. Przykładem tego są atomy niemetali – wodoru i chloru – które łączą się ze sobą, tworząc cząsteczki chlorowodoru.

R1NIqfERKKWoR

Ilustracja przedstawia wzór kropkowy cząsteczki chlorowodoru. Przypomina on stojącą luźno literę $\text{H}$ oraz literę $\text{Cl}$ otoczoną przez osiem kropek. Jednak jest to tylko złudzenie optyczne. W rzeczywistości kropki pomiędzy $\text{H}$ i $\text{Cl}$ symbolizują parę elektronową łączącą te atomy.

Każdy z atomów, który wchodzi w skład cząsteczki chlorowodoru, oddaje po jednym elektronie walencyjnym w celu utworzenia wiążącej pary elektronowej (wiązania kowalencyjnego). Dzięki temu powstaje trwała konfiguracja elektronowa gazu szlachetnego. Atom wodoru przyjmuje konfigurację elektronową atomu helu, a atom chloru – atomu argonu.

Para elektronowa, znajdująca się pomiędzy atomami wodoru i chloru w cząsteczce chlorowodoru, nie należy w jednakowym stopniu do obu atomów, ale jest przesunięta w kierunku tego, który silniej przyciąga elektrony. W tym wypadku w kierunku atomu chloru. Opisane wiązanie jest szczególnym rodzajem wiązania kowalencyjnego, nazywanym wiązaniem kowalencyjnym spolaryzowanym (wiązaniem atomowym spolaryzowanym)wiązanie kowalencyjne spolaryzowane (wiązanie atomowe spolaryzowane)wiązaniem kowalencyjnym spolaryzowanym (wiązaniem atomowym spolaryzowanym).

Czym charakteryzuje się wiązanie kowalencyjne spolaryzowane?

Może być tworzone pomiędzy atomami, które należą do różnych niemetali. Uwspólniają one elektrony, a utworzona wiążąca para lub pary elektronowe są przesunięte w kierunku atomu o większej zdolności przyciągania elektronów. Najczęściej jest to atom o większej liczbie elektronów na ostatniej powłoce.

Dlatego wiązanie w cząsteczce chlorowodoru można przedstawić następująco:

R1XPVL61iYX2b

Ilustracja przedstawia dwa sposoby zapisu wiązania kowalencyjnego spolaryzowanego w cząsteczce chlorowodoru. Pierwszy sposób to zapis wzoru elektronowego kreskowego z wykorzystaniem strzałki skierowanej w stronę bardziej elektroujemnego pierwiastka w cząsteczce. W przypadku cząsteczki $\text{HCl}$ strzałka skierowana jest w stronę atomu chloru. Drugi sposób to zapisanie wiążącej pary elektronowej między atomami wodoru i chloru pogrubioną linią, która jest szersza po stronie chloru (bardziej elektroujemnego pierwiastka), a zwęża się w stronę wodoru (mniej elektroujemnego pierwiastka). W obu metodach przy atomie chloru zaznaczono $3$ niewiążące pary elektronowe, jako $3$ kreski wokół atomu chloru.

Polaryzację zaznacza się, rysując strzałkę, której grot zlokalizowany jest na środku wiązania i jest skierowany w stronę atomu, który silniej przyciąga elektrony (ma więcej elektronów walencyjnych). Innym oznaczeniem polaryzacji wiązania jest klin, którego szersza strona skierowana jest do atomu, mającego większą zdolność przyciągania elektronów.

W jaki sposób łączą się atomy wodoru i tlenu w cząsteczce wody?

R6KFpB9M4KzNg

Animacja prezentuje, w jaki sposób może zostać przedstawiona cząsteczka wody. W animacji zobaczyć można model czaszowy cząsteczki wody, wzory elektronowe kropkowe i kreskowe oraz wzór sumaryczny. Ponadto wyszczególnione zostają pary elektronowe wiążące i niewiążące.

Animacja prezentuje, w jaki sposób może zostać przedstawiona cząsteczka wody. W animacji zobaczyć można model czaszowy cząsteczki wody, wzory elektronowe kropkowe i kreskowe oraz wzór sumaryczny. Ponadto wyszczególnione zostają pary elektronowe wiążące i niewiążące.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R6KFpB9M4KzNg

Animacja prezentuje, w jaki sposób może zostać przedstawiona cząsteczka wody. W animacji zobaczyć można model czaszowy cząsteczki wody, wzory elektronowe kropkowe i kreskowe oraz wzór sumaryczny. Ponadto wyszczególnione zostają pary elektronowe wiążące i niewiążące.

W jaki sposób łączą się atomy wodoru i azotu w cząsteczce amoniaku?

Wiązania kowalencyjne spolaryzowane łączą także atomy azotu z atomami wodoru w cząsteczki związku chemicznego, zwanego amoniakiem, o wzorze sumarycznym ${\text{NH}}_3$. Na podstawie numeru grupy, do której należy atom azotu (grupa $15.$), wnioskujemy, że ma on na ostatniej powłoce pięć elektronów. Do uzyskania trwałej konfiguracji brakuje mu jeszcze trzech. Uzyskuje je od trzech atomów wodoru, z którymi tworzy wiążące pary elektronowe.

RrVygvt4BCNsa

Ilustracja przedstawia cząsteczkę amoniaku ukazaną w postaci wzoru elektronowego kropkowego. W górnej części znajduje się symbol atomu azotu − niebieska litera $\text{N}$ − otoczony pięcioma niebieskimi kropkami. Do trzech z nich przylegają kropki symbolizujące elektrony trzech atomów wodoru, wyróżnione − podobnie jak symbol $\text{H}$ − kolorem czerwonym.

Z uwagi na to, że atom azotu ma większą zdolność do przyciągania elektronów niż atom wodoru, trzy wiążące pary elektronowe są położone bliżej atomu azotu. Wiązanie pomiędzy atomami wodoru i azotu jest zatem wiązaniem kowalencyjnym spolaryzowanym.

R1HjVYCHlmjLp

Ilustracja przedstawia cząsteczkę amoniaku ukazaną w postaci wzoru elektronowego kropkowego, podobnie jak na ilustracji powyżej, lecz z jednym wyjątkiem. Elektrony wiążące atomy wodoru z atomem azotu objęte są trzema szarymi strzałkami skierowanymi w stronę atomu azotu.

R911i6YNlFH5D

Ilustracja przedstawia tabelę, w której zestawione zostały różne wzory trzech cząsteczek. W pierwszym wierszu znajdują się tytuły każdej kolumny. Od lewej odpowiednio: substancja, wzór elektronowy kropkowy, wzór elektronowy kreskowy i wzór sumaryczny. W drugim wierszu, idąc od lewej strony, widoczny jest napis chlorowodór. W drugiej komórce znajduje się rysunek wzoru elektronowego kropkowego. Po lewej stronie znajduje się symbol $\text{H}$, po prawej symbol $\text{Cl}$ otoczony po bokach, od góry i od dołu parami elektronowymi oznaczonymi jako $2$ kropki. W następnej komórce znajduje się wzór elektronowy kreskowy. Po lewej stronie symbol $\text{H}$, po jego prawej stronie pozioma kreska, a po jej drugiej stronie symbol $\text{Cl}$ otoczony od góry i od dołu poziomymi kreskami, a od prawej strony kreską pionową. Kreski oznaczają pary elektronowe. W ostatniej komórce wiersza znajduje się wzór sumaryczny $\text{HCl}$. W pierwszej komórce trzeciego wiersza znajduje się napis woda. W drugiej komórce znajduje się wzór elektronowy kropkowy. Na górze wzoru znajduje się symbol $\text{O}$, a nad nim ukośnie (tworząc dwuspadowy daszek) znajdują się dwie pary kropek. Od dołu symbolu $\text{O}$ odchodzą w przeciwnych kierunkach ukośnie położone pary kropek, a po ich drugiej stronie zapisano po jednym symbolu $\text{H}$. W trzeciej komórce znajduje się wzór elektronowy kreskowy. Wzór ten przypomina ten kropkowy, jednak pary kropek zastąpiono kreskami. W ostatniej komórce znajduje się wzór sumaryczny ${\text{H}}_2\text{O}$. W pierwszej komórce czwartego wiersza znajduje się napis amoniak. W drugiej kolumnie wiersza znajduje się wzór elektronowy kropkowy. Na górze wzoru znajduje się symbol $\text{N}$, nad nim znajduje się oznaczona poziomo para elektronowa w postaci dwóch kropek. Od symbolu $\text{N}$ od dołu rozchodzą się trzy pary elektronowe, dwie po skosie w przeciwnych kierunkach i jedna pod kątem prostym w stosunku do symbolu $\text{N}$. Po przeciwnych stronach par elektronowych znajdują się symbole $\text{H}$, po jednym przy każdym końcu oznaczenia pary elektronowej. W następnej komórce znajdują się wzory elektronowe kreskowe. Mają one taki sam kształt jak kropkowe, lecz pary elektronowe przestawione są w postaci pojedynczych kresek. W ostatniej komórce wiersza znajduje się wzór sumaryczny ${\text{NH}}_3$.

6. Jak zbudowana jest cząsteczka tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$, czyli dwutlenku węgla?

Atomy różnych niemetali mogą uwspólniać więcej niż jedną parę elektronową. Przykładem związku chemicznego, w którego cząsteczkach tak się dzieje, jest tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$. Jego cząsteczki są zbudowane z dwóch atomów tlenu, połączonych z jednym atomem węgla.

Atom węgla znajduje się w $14.$ grupie układu okresowego i jego ostatnią powłokę elektronową tworzą cztery elektrony. W atomach tlenu natomiast jest sześć elektronów walencyjnych. Każdy z atomów w cząsteczce tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ uzupełnia swoją ostatnią powłokę do ośmiu elektronów – atomy tlenu oddają do wspólnego użytku z atomem węgla po dwa elektrony, zaś atom węgla uwspólnia z każdym z nich również dwa elektrony. Zatem na tworzenie wiązań atomy tlenu zużywają po dwa elektrony, z kolei atom węgla w sumie cztery.

RtFY3KNvfA10r

Ilustracja przedstawia cząsteczkę dwutlenku węgla ukazaną w postaci wzoru elektronowego kropkowego. Ma ona postać liniową, pośrodku znajduje się symbol atomu węgla − czarna litera $\text{C}$ − z czterema czarnymi kropkami po lewej i prawej stronie. Do kropek przylegają cztery turkusowe kropki symbolizujące elektrony walencyjne dwóch atomów tlenu, których symbole również są turkusowe.

Cząsteczka tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$ ma następujący wzór sumaryczny: ${\text{CO}}_2$.

Rs0YFZEKZrZQT

Ilustracja przedstawia różnice pomiędzy rodzajami par elektronowych w cząsteczce dwutlenku węgla, a przy okazji również w sposobie ich oznaczania w zapisie kreskowym. Rysunek przedstawia cząsteczkę dwutlenku węgla w zapisie elektronowym kreskowym. Kreski łączące atomy tlenu z atomem węgla zaznaczone są niebieskim kolorem i podpisane jako Wiążące pary elektronowe. Z kolei kreski po bokach atomów tlenu, ale nie łączące ich z niczym, oznaczone są kolorem czerwonym i podpisane Niewiążące pary elektronowe.

Atomy tlenu i węgla różnią się zdolnością do przyciągania elektronów – w tym względzie atom tlenu wykazuje silniejsze właściwości (ma więcej elektronów walencyjnych niż atom węgla). Z tego powodu, w cząsteczce tlenku węgla$\left(\text{IV}\right)$, wiążące pary elektronowe są położone bliżej atomów tlenu.

R1U8Gs6nF777y

Ilustracja przedstawia cząsteczkę tlenku węgla cztery ukazaną w postaci wzoru elektronowego kropkowego. Elektrony wiążące atomy tlenu z atomem węgla objęte są dwiema szarymi strzałkami skierowanymi w stronę atomów tlenu.

Podsumowanie

• Wiązanie chemiczne to trwałe połączenie dwóch atomów za pomocą elektronów walencyjnych.

• Wiązanie kowalencyjne (atomowe) polega na uwspólnieniu pary elektronowej pomiędzy atomami.

• Każdy pierwiastek chemiczny, o ile to możliwe, dąży do uzyskania konfiguracji elektronowej najbliższego w układzie okresowym gazu szlachetnego.

• Atomy jednego niemetalu tworzą pomiędzy sobą wiązania kowalencyjne niespolaryzowane.

• Atomy, które należą do różnych niemetali, zwykle tworzą wiązania kowalencyjne spolaryzowane.

• Struktury zbudowane z atomów połączonych wiązaniem kowalencyjnym (atomowym) są nazywane cząsteczkami.

• Atomy w cząsteczkach: ${\text{Cl}}_2$, ${\text{H}}_2$, ${\text{N}}_2$ tworzą wiązania kowalencyjne (atomowe), a ich wiążące pary elektronowe należą w jednakowym stopniu do obu atomów w cząsteczce.

• W cząsteczkach $\text{HCl}$, ${\text{H}}_2\text{O}$, ${\text{CO}}_2$, ${\text{NH}}_3$ występują wiązania kowalencyjne spolaryzowane, utworzone przez wspólne pary elektronowe, które znajdują się bliżej atomów o większej liczbie elektronów walencyjnych.

Praca domowa

1

Polecenie 6.1

Fluor jest pierwiastkiem chemicznym, który w temperaturze pokojowej występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych. Narysuj w zeszycie wzór elektronowy kropkowy i kreskowy oraz wzór sumaryczny jego cząsteczki. Wskaż wiążące i niewiążące pary elektronowe we wzorze kreskowym.

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Zastanów się, ile elektronów potrzebuje każdy z atomów fluoru, aby uzyskać konfigurację najbliższego mu gazu szlachetnego.

Pokaż odpowiedź

RkC4ZEvrURPWb

Ilustracja przedstawia trzy sposoby zapisu wzoru cząsteczki fluoru. Na samej górze znajduje się napis wzór elektronowy kropkowy, a pod nim znajduje się wzór składający się z dwóch symboli chemicznych fluoru F. Pomiędzy symbolami znajduje się jedna ułożona poziomo para kropek. Po trzech pozostałych stronach każdego z symboli znajdują się po trzy pary kropek. Na środku ilustracji znajduje się napis wzór elektronowy kreskowy. Pod napisem przedstawiono dwa symbole chemiczne fluoru F, pomiędzy nimi, a w połowie ich wysokości, znajduje się pozioma kreska. Od kreski biegnie czerwona zagięta strzałka prowadząca do napisu „wiążąca para elektronowa” Z pozostałych trzech stron obu atomów znajdują się po trzy kreski, od góry i od dołu poziome, a po bokach pionowe. Od dwóch przykładowych kresek biegną zielone strzałki prowadzące do napisu „niewiążąca para elektronowa”. Na dole ilustracji znajduje się napis wzór sumaryczny, a pod nim napis F₂.

Polecenie 6.1

Fluor jest pierwiastkiem chemicznym, który w temperaturze pokojowej występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych. Zapisz konfigurację elektronową atomu fluoru oraz napisz, ile wiążących i niewiążących par elektronowych występuje w cząsteczce fluoru.

R2O4NptJJxYMj

Odpowiedź: (Uzupełnij).

Słownik

Ćwiczenia

Bibliografia

Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., Podręcznik do chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Warszawa 2020.

Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Podręcznik dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Kielce 2020.