Как общая электронная пара связывает атомы?

Опорная карта

Схема модели

Учебная модель · частицы и расстояния не в масштабе

Только бумага и готовые данные. Не получайте газы, не нагревайте вещества, не используйте электрическое оборудование; неизвестные вещества не трогайте, не пробуйте и не нюхайте.

Ситуация и вопрос

Одна линия H—H и одна линия Cl—Cl похожи. Значит ли это, что в обеих молекулах всего два электрона? Вспомните: у нейтрального H один электрон, у Cl — семнадцать, из них семь на внешнем слое. Нас интересуют внешние электроны, а не все заряды атома. Образцы газов для урока не нужны.

Новые слова без пропусков

Ковалентная связь возникает при образовании общей электронной пары, взаимодействующей с обоими ядрами. Валентные электроны в наших простых примерах — электроны внешнего слоя. В записи Льюиса точки показывают их, а линия — общую пару. Неподелённая пара принадлежит области одного атома и не изображается соединяющей линией. Это модель распределения электронов, не их траектории.

Предскажите

Предскажите число внешних электронов в H₂ и Cl₂. После образования связи должны ли исчезнуть электроны, которые не попали в общую пару? Напишите отдельно число электронов и число пар. Закрытый слой из двух электронов у H нельзя заменять требованием восьми.

Исследуйте или разберите данные

На бумаге обозначьте H одной точкой, Cl — семью. Соедините два H одной общей парой. Для двух Cl выделите общую пару, затем разместите остальные точки около атомов парами. Не используйте проволоку, источники питания и реактивы: рисунок нужен для проверки счёта, а не для получения вещества.

Разобранный пример

H₂: 1+1=2 валентных электрона, одна общая пара. Cl₂: 7+7=14; одна общая пара и по три неподелённые пары у каждого Cl. Вокруг каждого Cl в этой модели учитываются восемь электронов, но общую пару нельзя дважды добавлять к общему числу 14. Внутренние электроны точками здесь не показаны.

Где легко ошибиться

Ошибка: считать линию одним электроном или полагать, что все электроны Cl₂ находятся на связи. Для одинаковых атомов общей паре не приписываем постоянное владение одним атомом. Рисунок не показывает размер молекулы, скорость электронов или безопасность газа. Схема H—Cl также не требует обязательного переноса целого электрона.

Перенос в новый случай

Новый случай HCl: H даёт в общий счёт один внешний электрон, Cl — семь. Найдите суммарное число, число общих пар и число неподелённых пар на Cl в простой схеме. Сравните молекулярную запись HCl с ионной записью Na⁺Cl⁻: одинаково ли в них описаны частицы?

Ответ и проверка памяти

Проверка: восемь валентных электронов, одна общая пара и три неподелённые пары на Cl. HCl обозначает молекулу; запись Na⁺Cl⁻ указывает ионы в отношении 1:1. В следующем уроке разберём ионную решётку. По памяти нарисуйте H₂, затем Cl₂ и проверьте, что ни одна точка не потерялась.

Задание

1. Сколько общих пар в H₂?
2. Сколько неподелённых пар у каждого Cl в Cl₂?
3. Сколько валентных электронов всего в HCl?

Ответы

Дневник исследователя

Запишите свой первый ответ до чтения разбора. Для каждой ошибки отметьте конкретный шаг: модель частиц, счёт электронов, баланс зарядов, скобки или граница вывода. Исправьте объяснение, затем придумайте новый пример и решите его без подсказки.

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Источники и границы

• ACS: covalent bonding
• OpenStax: Lewis structures

Почему атомы образуют химические связи?

Почему ионный кристалл не состоит из молекул NaCl?