Jak se atomy spojují Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Atomy nejsou samotáři V současné době je známo 111 chemických prvků, z nichž je složeno asi 20 000 000 sloučenin. Každý rok je objeveno 300 000 sloučenin nových.

Proč se vzácné plyny neslučují… Z volných atomů jsou složeny pouze vzácné plyny. Nejstabilnější jsou atomy: a/ s valenčními elektrony plně obsazenou valenční vrstvou, b/ s dvojicemi (tj. páry) elektronů ve valenční vrstvě. Úkol 1: Napiš značky vzácných plynů a uveď, proč se skládají z volných atomů.

Kontrola úkolu 1 Jsou to: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Atomy těchto vzácných plynů se neslučují, neboť mají valenční vrstvu plně obsazenou valenčními elektrony.

Chemická vazba + → + → Atomy prvků se pomocí chemických vazeb seskupují do molekul. Chemické vazby vznikají a zanikají při chemických reakcích. Nejjednodušší molekula je tvořena dvěma atomy vodíku. Původně nespárované elektrony vytvoří vazebný elektronový pár, který společně sdílejí oba atomy. Spojení atomů pomocí dvojice valenčních elektronů se nazývá chemická vazba.

Polární a nepolární vazba Cl0 – Cl0 H+ Cl- - - - - - Jsou-li chemickou vazbou spojeny dva stejné atomy (např.: H2, Cl2, O2), jsou vazebné elektrony mezi atomy rozděleny rovnoměrně. Atomy v těchto molekulách mají oxidační číslo 0. Taková vazba je nepolární. V molekule chlorovodíku (HCl) jsou vazebné elektrony více přitahovány atomem chlóru. Na této části molekuly převládá záporný náboj. Molekula má dva póly – kladný a záporný. Vazba je polární.

Elektronegativita Cl Cl Cl H - - Elektronegativita (X) je schopnost atomů přitahovat elektrony chemické vazby. Čím je její hodnota větší, tím atom více přitahuje elektrony. Čím je větší rozdíl elektronegativit atomů v molekule, tím je vazba polárnější. U nepolární vazby je rozdíl X = 0, u polární vazby je rozdíl X < 1,7. Nepolární vazba Cl – Cl: Polární vazba H – Cl: Úkol 2: a/ Vyhledej v periodické tabulce prvek s nejmenší a největší X. b/ Šipkou na vazbě označ, který atom více přitahuje vazebné elektrony: Na – F, H – O – H, K – I, Ag – Br, Na – O – H. Chlór Cl 2,8 Chlór Cl 2,8 Chlór Cl 2,8 Vodík H 2,2 - - = 0 = 0,6

Kontrola úkolu 2 a/ Nejmenší XFr = 0,7, největší XF = 3,98. b/ Na → F H → O ← H K → I Ag→ Br Na → O ← H

Iontová vazba v chloridu sodném Jestliže je rozdíl elektronegativit sloučených prvků větší než 1,7, dochází k odtržení valenčního elektronu od prvku s nižší elektronegativitou (Na). Elektron přijímá atom s vyšší elektonegativitou (Cl). Vznikají tak ionty (kladný kation a záporný anion) a mezi nimi iontová vazba. Atomy jsou k sobě vázány elektrostatickými silami. Vznik kationtu Na+: Nao - e- → Na+ {11-11+}o - e- → {10-11+}+ Vznik aniontu Cl-: Clo + e- → Cl- {17-17+}o + e- → {18-17+}-

Úkol 3: Výpočtem urči druh vazby v molekulách: Dusíku (N2), Oxidu uhličitého (CO2), Amoniaku (NH3), d e f Chloridu sodného (NaCl), Vody (H2O), Fluoridu vápenatého (CaF2).

Kontrola úkolu 3 a/ ∆X = XN – XN = 3,04 – 3,04 = 0 vazba nepolární b/ ∆X = XO – XC = 3,44 – 2,55 = 0,89 vazba polární c/ ∆X = XN – XH = 3,04 – 2,10 = 0,94 vazba polární d/ ∆X = XCl – XNa = 3,16 – 0,93 = 2,23 vazba iontová e/ ∆X = XO – XH = 3,44 – 2,10 = 1,34 vazba polární f/ ∆X = XF – XCa = 3,98 – 1,00 = 2,98 vazba iontová

Kovová vazba Kovy mají tzv. kovovou vazbu. Valenční elektrony jsou společné všem atomům v krystalu kovu a jsou natolik pohyblivé, že se jim říká „elektronový plyn“. Volné elektrony vyrovnávají svým celkovým záporným nábojem kladný náboj kationtů a jsou příčinou vysoké tepelné a elektrické vodivosti. Uspořádání atomů v pevné mědi a sodíku

Úkol 4: Shrnutí učiva Z volných atomů jsou složeny pouze …… plyny. Atomy prvků se pomocí chemických ….. seskupují do ………. Chemické vazby vznikají a zanikají při chemických ……… E..………….. je schopnost atomů přitahovat ……….. chemické vazby. U nepolární vazby je rozdíl X = ., u polární vazby je rozdíl X < .,.. Jestliže je rozdíl elektronegativit sloučených prvků větší než 1,7, dochází ke vzniku ……. vazby. Kovy mají ……. vazbu. ….. elektrony v kovové vazbě jsou příčinou vysoké ……. a ………. vodivosti.

Kontrola úkolu 4 Z volných atomů jsou složeny pouze vzácné plyny. Atomy prvků se pomocí chemických vazeb seskupují do molekul. Chemické vazby vznikají a zanikají při chemických reakcích. Elektronegativita je schopnost atomů přitahovat elektrony chemické vazby. U nepolární vazby je rozdíl X = 0, u polární vazby je rozdíl X < 1,7. Jestliže je rozdíl elektronegativit sloučených prvků větší než 1,7, dochází ke vzniku iontové vazby. Kovy mají kovovou vazbu. Volné elektrony v kovové vazbě jsou příčinou vysoké tepelné a elektrické vodivosti.

Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. Použité obrázky: Všechny uveřejněné odkazy [cit. 2010-09-06]. Dostupné pod licencí Creative Commons na http://www.wikimedia.org. Snímek 1: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oksygenatom.png Snímek 1: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Karbonatom.png Snímek 1 10b: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carbon-dioxide-3D-vdW.svg Snímek 3: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electron_shell_010_neon.png Snímek 5: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen.svg Snímek 5: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogenatom.png Snímek 6: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HCl_molecule_model-VdW_surface.svg Všechny uveřejněné odkazy [cit. 2010-09-06]. Dostupné pod licencí Public domain na http://www.wikimedia.org. Snímek 5: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydride.png Snímek 6: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chlorine-3D-vdW.png Snímek 9: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NaCl_crystal_structure.png Snímek 10a: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nitrogen-3D-vdW.png Snímek 10c: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ammonia-3D-vdW.png Snímek 10d: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sodium-chloride-unit-cell-3D-ionic.png Snímek 10e: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water-3D-vdW.png Snímek 10f: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Calcium-fluoride-3D-ionic.png Snímek 12: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Metallic_bond_Cu.svg Snímek 12: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nuvola_di_elettroni.svg Autorem je Mgr. Vlastimil Vaněk. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.