Тема 2. Химическая связь и степень окисления. Кристаллические решётки

Ионная, ковалентная полярная и неполярная, металлическая связь; степень окисления; четыре типа кристаллических решёток. 100 заданий на отработку.

Простыми словами

Тип связи «подсказывает» свойства вещества. Поваренная соль (ионная связь) твёрдая и плавится при 801 °C, а сахар или лёд (молекулы) плавятся легко. Всё решает, какие атомы соединены и как.

Четыре типа связи

Связь	Между чем	Примеры
Ковалентная неполярная	атомы одного неметалла; общая пара посередине	$H_{2}$ , $O_{2}$ , $N_{2}$ , $C l_{2}$
Ковалентная полярная	атомы разных неметаллов; пара смещена к более электроотрицательному	$HCl$ , $H_{2} O$ , $N H_{3}$ , $C O_{2}$
Ионная	типичный металл + типичный неметалл; электроны переходят, ионы притягиваются	$NaCl$ , $CaO$ , $KF$
Металлическая	атомы и ионы металла + общие электроны	$Fe$ , $Cu$ , $Al$ , $Na$

Чем сильнее различаются атомы, тем сильнее смещена пара электронов

Один неметалл → неполярная; разные неметаллы → полярная; металл + неметалл → ионная; только металл → металлическая. Соли аммония ( $N H_{4} Cl$ ) — ионные, хотя металла нет.

Степень окисления

Степень окисления — условный заряд атома в соединении, если считать все связи ионными. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной частице равна $0$ , в ионе — заряду иона.

$H = + 1$ (кроме гидридов металлов, $NaH$ : $- 1$ ); $O = - 2$ (кроме $O F_{2}$ и пероксидов); $F = - 1$ ; металлы I группы $+ 1$ , II группы и Zn $+ 2$ , Al $+ 3$ ; простое вещество — $0$ .

Найдите степень окисления серы в $H_{2} S O_{4}$ .

Обозначим её $x$ : $2 \cdot (+ 1) + x + 4 \cdot (- 2) = 0$ .
$2 + x - 8 = 0$ , откуда $x = + 6$ .

$H_{2} O$ : H $+ 1$ , O $- 2$ . $N H_{3}$ : $x + 3 \cdot (+ 1) = 0$ → N $- 3$ . $KMn O_{4}$ : $+ 1 + x - 8 = 0$ → Mn $+ 7$ . $O_{2}$ : $0$ .

Степень окисления пишут знак, потом цифру над символом: $Ca + 2$ . Заряд иона — наоборот, цифра, потом знак: $C a^{2 +}$ .

Кристаллические решётки

Решётка	В узлах	Свойства	Примеры
Ионная	ионы	твёрдые, тугоплавкие, растворы и расплавы проводят ток	$NaCl$ , $KCl$ , $CaO$ , все соли и щёлочи
Атомная	атомы	очень твёрдые и тугоплавкие, нерастворимы	алмаз, графит, кремний, $Si O_{2}$ , бор
Молекулярная	молекулы	мягкие, летучие, легкоплавкие	$I_{2}$ , «сухой лёд» $C O_{2}$ , лёд $H_{2} O$ , сахар, $O_{2}$
Металлическая	атомы и ионы металла + электронный газ	ковкие, блестящие, тепло- и электропроводные	$Fe$ , $Cu$ , $Al$

Ионная связь → ионная решётка. Металлическая → металлическая. Ковалентная → обычно молекулярная; атомная — только у немногих: C (алмаз, графит), Si, B, $Si O_{2}$ .

$C O_{2}$ и $Si O_{2}$ похожи формулами, но $C O_{2}$ — газ (молекулярная решётка), а $Si O_{2}$ — песок, кварц (атомная).

Сумма степеней окисления

Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле (в нейтральной формуле) равна нулю, а в сложном ионе — заряду иона.

Степень окисления серы в $H_{2} S O_{4}$ .

$2 \cdot (+ 1) + x + 4 \cdot (- 2) = 0$ , $x = + 6$ .

Примеры заданий

Это несколько заданий из тренажёра, остальные — в тренажёре в начале страницы.

Чему равна степень окисления атомов в простом веществе O₂?

+1
−1
0
+2

Показать ответ

Ответ: 0
Решение. O₂ — простое вещество, поэтому степень окисления его атомов равна 0.

Чему равна степень окисления атомов в простом веществе N₂?

+1
−1
0
+2

Показать ответ

Ответ: 0
Решение. N₂ — простое вещество, поэтому степень окисления его атомов равна 0.

Чему равна степень окисления атомов в простом веществе Cl₂?

+1
−1
0
+2

Показать ответ

Ответ: 0
Решение. Cl₂ — простое вещество, поэтому степень окисления его атомов равна 0.

Чему равна степень окисления атомов в простом веществе H₂?

+1
−1
0
+2

Показать ответ

Ответ: 0
Решение. H₂ — простое вещество, поэтому степень окисления его атомов равна 0.

Чему равна степень окисления атомов в простом веществе Fe?

+1
−1
0
+2

Показать ответ

Ответ: 0
Решение. Fe — простое вещество, поэтому степень окисления его атомов равна 0.

Чему равна степень окисления атомов в простом веществе Cu?

+1
−1
0
+2

Показать ответ

Ответ: 0
Решение. Cu — простое вещество, поэтому степень окисления его атомов равна 0.

Чему равна степень окисления атомов в простом веществе S?

+1
−1
0
+2

Показать ответ

Ответ: 0
Решение. S — простое вещество, поэтому степень окисления его атомов равна 0.

Между атомами каких элементов образуется ионная связь?

Между двумя одинаковыми неметаллами
Между атомами благородных газов
Между двумя металлами
Между типичным металлом и типичным неметаллом

Показать ответ

Ответ: Между типичным металлом и типичным неметаллом
Решение. Ионная связь возникает при передаче электронов от металла к неметаллу.