Jak rozpoznać rodzaj wiązania chemicznego?, Egzaminy z Chemia

Pobierz Jak rozpoznać rodzaj wiązania chemicznego? i więcej Egzaminy w PDF z Chemia tylko na Docsity!

Jak rozpoznać rodzaj wiązania chemicznego?

Wprowadzenie Przeczytaj Film samouczek Sprawdź się Dla nauczyciela

Na chwilę obecną, w układzie okresowym znajduje się 118 pierwiastków, z których większość może łączyć się z innymi. Niektóre z nich są metalami, inne zaś niemetalami. Jedne mają małe promienie atomowe, a inne duże. Nic więc dziwnego, że rodzaje powstających wiązań są różnorodne. Potrafisz je rozpoznać w związku chemicznym, znając ich wzór lub nazwę? Masz okazję się sprawdzić!

Twoje cele

Przedstawisz rodzaje wiązań chemicznych, występujących w badanych związkach. Porównasz temperatury wrzenia i topnienia związków o wiązaniach jonowych i kowalencyjnych. Przeanalizujesz położenie pierwiastków w układzie okresowym i na tej podstawie określisz typ wiązania, występującego w związku chemicznym.

Sznur wiąże ze sobą wybrane elementy, podobnie wiązanie chemiczne wiąże ze sobą atomy. Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.

Jak rozpoznać rodzaj wiązania chemicznego?

Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przykład 1

Związki, w których występuje wiązanie jonowe Przykład nadtlenki metali ponadtlenki metali tlenki metali wodorki metali I i II grupy, oprócz wodorku berylu i wodorku magnezu wodorotlenki sole, wodorosole, hydroksosole węgliki berylowców

Wiązanie kowalencyjne

Wiązanie kowalencyjne polega na uzyskaniu trwałej walencyjnej konfiguracji elektronowej przez atom, za sprawą uwspólnienia pewnej liczby elektronów z innym atomem. Występuje ono np. w chlorowodorze. Wiązanie kowalencyjne powstaje, gdy atom wodoru uwspólnia swój jeden elektron walencyjny z atomem chloru, który także uwspólnia swój jeden elektron walencyjny z atomem wodoru. W konsekwencji atom wodoru posiada dwa elektrony walencyjne, a atom chloru osiem.

Na 2 O 2 KO 2 CaO LiH NaOH KNO 3 MgC 2

− HCl

Wiązanie kowalencyjne w HCl Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane Polega na uwspólnieniu elektronów pomiędzy atomami o takiej samej elektroujemności. Chmura uwspólnionych elektronów jest rozłożona symetrycznie pomiędzy łączącymi się atomami. Wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane występuje m.in. w:

H

F

I

O

wiązanie kowalencyjne spolaryzowane Polega na uwspólnieniu elektronów pomiędzy atomami różniącymi się wartościami elektroujemności. Chmura uwspólnionych elektronów jest rozłożona niesymetrycznie, tzn. jest przesunięta w kierunku atomu o wyższej elektroujemności. Powoduje to występowanie cząstkowych ładunków dodatnich (δ+) i ujemnych (δ-). Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane występuje m.in. w:

H2O

H2SO

wiązanie donorowo–akceptorowe Wiązanie donorowo–akceptorowe (koordynacyjne) to szczególny przypadek wiązania kowalencyjnego. Polega na przeznaczeniu wolnej pary elektronowej jednego atomu

Cl 2 Br 2

CO 2 HCl

BeCl 2 AlCl 3 SiO 2

Różnice w temperaturach topnienia i wrzenia pomiędzy

związkami jonowymi i kowalencyjnymi

Substancje, w których występują wiązania jonowe, charakteryzują się bardzo wysokimi temperaturami topnienia i wrzenia, dlatego w temperaturze pokojowej są ciałami stałymi. Z kolei substancje, posiadające wiązania kowalencyjne, na ogół mają niskie temperatury topnienia i wrzenia (wyjątkiem są kryształy kowalencyjne – dla przykładu jest diament i tlenek krzemu(IV)). Na podstawie powyższej informacji, przyporządkuj substancję chemiczną do jej temperatury topnienia.

Ćwiczenie 1

Słownik

wiązania chemiczne

oddziaływania występujące pomiędzy atomami, grupami atomów, jonami lub cząsteczkami; powstają w wyniku oddziaływania, przyjmowania lub uwspólniania elektronów walencyjnych atomów

elektroujemność

miara zdolności atomów w cząsteczkach związków chemicznych do przyciągania elektronów

chmura elektronowa

poglądowe pojęcie używane w opisie atomów i cząsteczek, oznaczające obszar, w którym występuje duże prawdopodobieństwo znalezienia elektronów

ładunek cząstkowy

ładunek powstający na atomach cząsteczki, w której wiązanie łączy atomy o różnej elektroujemności

NaCl 801°C

P 4 O 10 23,8°C

Bibliografia

Pazdro K., Rola–Noworyta A., Chemia Repetytorium dla przyszłych maturzystów i studentów, Warszawa 2014.

Encyklopedia PWN

Ćwiczenie 2

Uzupełnij zdania, wstawiając liczby.

W związkach o budowie jonowej zazwyczaj różnica elektroujemności pomiędzy atomami wynosi.

W związkach, w których atomy połączone są wiązaniem kowalencyjnym niespolaryzowanym, różnica elektroujemności wynosi.

W związkach, w których atomy połączone są wiązaniem kowalencyjnym spolaryzowanym, różnica elektroujemności wynosi.

ΔE ≥

ΔE ≤

ΔE >

Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia: 輸 醙 難

Ćwiczenie 1

Przyporządkuj różnicę elektroujemności między atomami do podanych związków chemicznych. Wartości elektroujemności poszczególnych pierwiastków odczytaj z układu okresowego.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004., licencja: CC BY-SA 3.0.

CH 4 ΔE = 1, 2

NaH ΔE = 1, 4

BeCl 2 ΔE = 1, 5

P 4 O 10 ΔE = 0, 4

Ćwiczenie 5

Poniżej przedstawiono wzory sześciu związków chemicznych. Zaznacz te, które przedstawiają związki o wiązaniach jonowych.

CCl 4 Rb 2 O SO 2 CH 3 COOH CS 2 NaHCO 3

Ćwiczenie 6

Wpisz do tabeli, jaki rodzaj wiązania chemicznego (jonowe, kowalencyjne spolaryzowane, kowalencyjne niespolaryzowane, metaliczne) występuje w wymienionych w tabeli związkach.

Rodzaj wiązania

Związek chemiczny CS MgCl

NH

Rodzaj wiązania

2 2

3

Ćwiczenie 7

Oceń, jaką budowę (kowalencyjną czy jonową) posiada chlorek arsenu(III), jeśli wiesz, że w temperaturze pokojowej jest cieczą o temperaturze wrzenia 130℃. Podaj wzór sumaryczny badanego związku chemicznego.

Wzór sumaryczny:

Budowa:

jonowa AlCl 3 kowalencyjna AsCl 3

Ćwiczenie 8

Uzupełnij schematy tak, aby prawidłowo przedstawiały przykłady związków o danych wiązaniach. Wykorzystaj: KBr, HCl, SO , Cu, Br , N , MnSO , CaC , Mg, H PO , Fe, O. 2 2 2 4 2 3 4 2

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane

Wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane

Wiązanie jonowe

Wiązanie metaliczne

analizuje i określa, w których związkach chemicznych znajdują się wiązania jonowe; analizuje i określa, w których związkach chemicznych znajdują się wiązania kowalencyjne; analizuje i określa, w których związkach chemicznych znajdują się wiązania metaliczne; określa rodzaj wiązania chemicznego występującego w badanych związkach; porównuje temperatury wrzenia i topnienia związków o wiązaniach jonowych i kowalencyjnych.

Strategie nauczania:

asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

dyskusja dydaktyczna; modelowanie; film samouczek; ćwiczenia uczniowskie; analiza materiału źródłowego; technika bateria.

Formy pracy:

praca indywidualna; praca w parach; praca w grupach; praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

komputery z głośnikami, słuchawkami i z dostępem do Internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; rzutnik multimedialny; tablica interaktywna/tablica i kreda/pisak.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje pytanie uczniom: Czy potrafisz rozpoznać rodzaj wiązania chemicznego występującego w związku chemicznym znając jego wzór lub nazwę? Jeśli tak, podaj swoją propozycję.
2. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują na kartkach i gromadzą w portfolio.

3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Nauczyciel zapisuje na tablicy sformułowanie „wiązanie chemiczne” i tworzy mapę pojęć na tablicy.

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel odwołuje uczniów do mapy pojęciowej w e‐materiale w sekcji „przeczytaj”. Powrót do fazy wstępnej i porównanie obu map.
2. Nauczyciel dzieli uczniów losowo na pięć grup, rozdaje arkusze papieru A3, mazaki. Zadaniem każdej grupy jest wyjaśnienie danego rodzaju wiązania chemicznego z podaniem przykładów substancji chemicznych, w których te wiązania występują:

grupa I – wiązania jonowe; grupa II – wiązania kowalencyjne spolaryzowane; grupa III – wiązania kowalencyjne niespolaryzowane; grupa IV – wiązania donorowo‐akceptorowe; grupa V – wiązania metaliczne. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów i wyjaśnia ewentualnie niezrozumiale kwestie. Po wyznaczonym czasie liderzy grup na forum klasy prezentują efekty pracy. Nauczyciel weryfikuje poprawność merytoryczną wypowiedzi uczniów.

3. Nauczyciel rozdaje parom uczniów modele chemiczne do budowy struktur chemicznych. Zadaniem uczniów jest zbudować cząsteczki związków chemicznych wskazanych przez nauczyciela. Następnie uczniowie dzielą modele na te, które są zbiorem cząsteczek o wiązaniach kowalencyjnych spolaryzowanych i niespolaryzowanych. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów oraz weryfikuje poprawność wykonania zadania.
4. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: W jaki sposób można rozróżnić związek chemiczny o wiązaniu jonowym od związku chemicznego o wiązaniu kowalencyjnym? W przypadku ewentualnych trudności z udzieleniem odpowiedzi uczniowie mogą skorzystać z e‐materiału w sekcji „przeczytaj”.
5. Nauczyciel odwołuje uczniów, do filmu samouczka zawartym w e‐materiale. Po zapoznaniu się z treścią filmu uczniowie w parach wykonują zawarte w medium ćwiczenia.
6. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‐materiale w sekcji „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie na planszy z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‐10% zaznaczają cenkami w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. W przypadku, gdy bateria nie jest naładowana w 100%, zastanawiają się w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy?