Група 17Т2

Хімія

     Заняття №30

   Тема: “Хімічний зв’язок. Донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку (на прикладі катіону амонію)” 

        Донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку.

Розглянемо його утворення на прикладі катіона амонію NH4+
NH3 + НCl = NH4Cl (амоній хлорид)

У реакції катіон Гідрогену, утворений унаслідок дисоціації хлоридної кислоти, приєднався до молекули амоніаку й утворився амоній-катіон NH4+.
NH3 + H+ + Cl– = NH4+  +  Cl–
Амоній-катіон — це однозарядний позитивний йон NH4+, що утворюється внаслідок приєднання Гідроген-катіону до молекули амоніаку. Утворення амоній-катіону відбувається за допомогою ковалентного зв’язку, але його механізм особливий — донорно-акцепторний. Щоб зрозуміти цей механізм, розглянемо електронну формулу молекули амоніаку:

Як свідчить електронна формула, за рахунок трьох неспарених електронів Нітроген утворив три ковалентні полярні зв’язки з трьома атомами Гідрогену. Усі атоми молекули амоніаку досягли завершення зовнішніх енергетичних рівнів. В атома Нітрогену він складається з восьми електронів, у атомів Гідрогену — з двох.
Електронегативність Гідрогену дорівнює 2,1; Нітрогену — 3,5. Тому спільні електронні пари зміщені до більш електронегативного Нітрогену. Цим пояснюється полярність утворених ковалентних зв’язків. Зверніть увагу, що серед чотирьох електронних пар атома Нітрогену в молекулі амоніаку одна є особливою в тому сенсі, що утворена не вна-
слідок взаємодії з атомом Гідрогену. За походженням — це ті два спарені s-електрони зовнішнього енергетичного рівня атома Нітрогену, що є в нього на 2s-підрівні:

Катіон Гідрогену Н+, що утворюється внаслідок електролітичної дисоціації гідроген хлориду в розчині, має вільну електронну орбіталь . За рахунок неї та вільної електронної пари Нітрогену утворюється ще один ковалентний зв’язок. У його утворенні Нітроген виступив донором електронів (надав свою вільну електронну пару катіону Гідрогену), а каті-
он Гідрогену став акцептором — її приймачем. Утворився катіон амонію

Як видно з малюнка , у катіоні амонію чотири ковалентні зв’язки, з яких три утворені спільними електронними парами, а один — за донорно-акцепторним механізмом.
Ковалентний зв’язок може виникати між двома атомами, один з яких має пару електронів, а другий — вакантну (незаповнену електронами) орбіталь. Такий механізм утворення ковалентного зв’язку називається донорно-акцепторним. Атом, який надає власну (вільну) електронну пару, називається донором, а атом, який має вільну
орбіталь, називають акцептором.

       Водневий зв’язок.

Ознайомтесь з утворенням водневого зв’язку між молекулами води(1)  та молекулами спиртів (2)

    Водневий зв’язок — це зв’язок між атомом Гідрогену, що зв’язаний з сильно електронегативним атомом (F, O, N) і має частково позитивний заряд, й іншим електронегативним атомом (Флуору F, Оксигену О, Нітрогену N) цієї чи іншої молекули.
 В обох прикладах розглянуто міжмолекулярний водневий зв’язок. Існує також внутрішньомолекулярний водневий зв’язок, який забезпечує «зв’язування» окремих частин однієї молекули. Внутрішньомолекулярний зв’язок існує в білкових молекулах, ним зумовлена їхня вторинна структура . Утворення подвійної спіралі ДНК частково відбува-
ється завдяки водневим зв’язкам.
Водневий зв’язок слабкіший за йонний і ковалентний, але він відіграє важливу роль у фізіологічних і біохімічних процесах, що відбуваються в організмах.