Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί

Σχετικά έγγραφα
ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ - ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 2. ΟΡΥΚΤΑ - ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ Ή ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ

Κεφάλαιο 1 Χημικός δεσμός

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Κατανομή μετάλλων και αμετάλλων στον Π.Π.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

1 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ (ΕΙΣΑΓΩΓΗ)

ΑΡΧΕΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΧΗΜΕΙΑΣ. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

ΙΙΙ. Αρχές Κρυσταλλοχημείας. Γεωχημεία (Υ4203) Χ. Στουραϊτη

ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ. Να δίδουν τον ορισμό του χημικού δεσμού. Να γνωρίζουν τα είδη των δεσμών. Να εξηγούν το σχηματισμό του ιοντικού ομοιοπολικού δεσμού.

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1

ΙΟΝΤΙΚΟΣ Η ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ (ΙΟΝΙC BOND)

2.3 Είδη χημικών δεσμών: Ιοντικός ομοιοπολικός δοτικός ομοιοπολικός δεσμός.

2.1 Ηλεκτρονική δοµή των ατόµων

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 1: ΑΤΟΜΑ ΚΑΙ ΔΕΣΜΟΙ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Περιοδικό Σύστημα Ιστορική Εξέλιξη

ΧΗΜΕΙΑ Ι Ενότητα 10: Χημικός Δεσμός

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

Ca. Να μεταφέρετε στην κόλλα σας συμπληρωμένο τον παρακάτω πίνακα που αναφέρεται στο άτομο του ασβεστίου: ΣΤΙΒΑΔΕΣ νετρόνια K L M N Ca 2

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Ενότητα:

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ A ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίνος Ιωάννου, Σταυρούλα Γκιτάκου

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα. Θεωρητικη αναλυση

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ. Χ. Κορδούλης

Μάθημα 14ο. Περιοδικότητα των ιδιοτήτων των ατόμων των στοιχείων

Τίτλος Μαθήματος: Βασικές Έννοιες Φυσικής. Ενότητα: Στερεά. Διδάσκων: Καθηγητής Κ. Κώτσης. Τμήμα: Παιδαγωγικό, Δημοτικής Εκπαίδευσης

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή

Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός. Όλα τα Θέματα της Τράπεζας στη Χημεία που σχετίζονται με το Χημικό Δεσμό

Γενική & Ανόργανη Χημεία

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 5: Ιοντικός δεσμός. Τόλης Ευάγγελος

ηλεκτρόνια που αποβάλλονται από τα 2 άτομα του Na τα παίρνει το S και γίνεται S 2-.

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

(Από το βιβλίο Γενική Χημεία των Ebbing, D. D., Gammon, S. D., Εκδόσεις Παπασωτηρίου )

µοριακά στερεά στερεά van der Waals δεσµοί υδρογόνου

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΟΔΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΙΟΝΤΙΣΜΟΥ

Συσχέτιση. Δομής(structure) Ιδιοτήτων(properties) κατεργασίας(processing) ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΔΟΜΗ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΥΛΙΚΩΝ- ΜΗΧΑΝΟΥΡΓΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

Μάθημα 23 ο. Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Χημεία της ζωής 1

7 ο Κεφάλαιο Οργανική Χημεία. Δ. Παπαδόπουλος, χημικός

Σχ. 1: Τυπική μορφή μοριακού δυναμικού.

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 5 η : Ομοιοπολικοί δεσμοί & μοριακή δομή. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

Οργανική Χημεία. Κεφάλαιο 1: Δομή και δεσμοί

Κεφάλαιο 4 Καταστάσεις της Ύλης: Αέρια, Υγρά και Στερεά

ηλεκτρονιακές Κατανοµή

Χημικοί Χημικ σμ σμ & Μοριακά Τροχιακά

κυματικής συνάρτησης (Ψ) κυματική συνάρτηση

Όλα τα Θέματα της Τράπεζας στη Χημεία που σχετίζονται με το Χημικό Δεσμό

Gilbert Newton Lewis, USA, Συμβολή στην ανάπτυξη της θεωρίας του χημικού δεσμού 1

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 1 ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟ ΚΕΦΑΙΛΑΙΟ 1. Α) Μηχανική συνθήκη ( βελάκι σελ 3) Β) Οπτική συνθήκη (1 ο βελάκι σελ 4 )

Κεφάλαιο 9. Ιοντικός και Ομοιοπολικός Δεσμός

Παράγοντες που εξηγούν τη διαλυτότητα. Είδη διαλυμάτων

ΑΤΟΜΙΚΑ ΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ

Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Χημείας. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ ΓΙΑ ΒΙΟΛΟΓΟΥΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥΣ ΧΗΜ 021 Χειμερινό Εξάμηνο 2008

Μάθημα 16 ο. Γραφή Χημικών Τύπων κατά Lewis. Ο Χημικός Δεσμός Τυπικό φορτίο

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Εξαιρέσεις στις ηλεκτρονιακές διαμορφώσεις

ΧΗΜΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ Ι: Ο ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΚΑΙ ΜΙΑ ΠΡΩΤΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΟΥ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΥ ΔΕΣΜΟΥ. Παππάς Χρήστος Επίκουρος Καθηγητής

ΘΕΩΡΙΑ ΔΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣ ΘΕΩΡΙΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ

7 ο Κεφάλαιο Οργανική Χημεία. Δ. Παπαδόπουλος, χημικός

Θεµατικό Περιεχόµενο Μαθήµατος

ΘΕΜΑ 1 ο 1. Πόσα ηλεκτρόνια στη θεµελιώδη κατάσταση του στοιχείου 18 Ar έχουν. 2. Ο µέγιστος αριθµός των ηλεκτρονίων που είναι δυνατόν να υπάρχουν

ΕΤΥ-349 ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ

Ατομική και ηλεκτρονιακή δομή των στερεών

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Θεωρία δεσµού σθένους - Υβριδισµός. Αντιδράσεις προσθήκης Αντιδράσεις απόσπασης. Αντιδράσεις υποκατάστασης Πολυµερισµός

Χημικοί Χημικ σμ σμ & Μοριακά Τροχιακά

Μάθημα 21 ο. Το σχήμα των μορίων. Θεωρία VSEPR. Θεωρία Δεσμού Σθένους- Υβριδισμός


ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Μοριακή Δομή Ι Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑΤΑ

ΠΩΣ ΙΑΤΑΣΣΟΝΤΑΙ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ΣΤΗΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΣΤΙΒΑ Α

Περίληψη 1 ου Κεφαλαίου

ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. 2 η θεματική ενότητα: Χημικοί δεσμοί και μοριακές ιδιότητες

ΑΤΕΛΕΙΕΣ ΚΑΙ ΜΗ ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΑ

Ερωτήσεις Σωστού Λάθους

Μια πρόταση παρουσίασης με

Ημερομηνία: Πέμπτη 29 Δεκεμβρίου 2016 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟ)

Ιοντικός Δεσμός Πολωσιμότητα ιόντος Κανόνες Fajans

Μετά το τέλος της μελέτης του 2ου κεφαλαίου, ο μαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση: Να γνωρίζει τα βασικά σημεία του ατομικού προτύπου του Bohr.

5. Να βρείτε τον ατομικό αριθμό του 2ου μέλους της ομάδας των αλογόνων και να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή του.

Ασκήσεις. Γράψτε μια δομή Lewis για καθένα από τα παρακάτω μόρια και βρείτε τα τυπικά φορτία των ατόμων. (α) CΟ (β) ΗΝO 3 (γ) ClΟ 3 (δ) ΡΟCl 3

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Άτομο: Η μικρότερη μονάδα ενός στοιχείου που διατηρεί τις χημικές του ιδιότητες

Κεφάλαιο 2 Ο Χημικός Δεσμός

Μάθημα 10 ο. Ο Περιοδικός Πίνακας και ο Νόμος της Περιοδικότητας. Μέγεθος ατόμων Ενέργεια Ιοντισμού Ηλεκτρονιακή συγγένεια Ηλεκτραρνητικότητα

ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α A1. Ποιο από τα επόμενα άτομα έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα; α. 11 Na β. 12 Mg γ. 14 Si δ.

Γεωμετρία Μορίων Θεωρία VSEPR

πρωτεϊνες νουκλεϊκά οξέα Βιολογικά Μακρομόρια υδατάνθρακες λιπίδια

Οργανική Χημεία της συντήρησης (ή γενική οργανική χημεία για συντηρητές) Ενότητα 2 - Ο σχηματισμός των δεσμών στις οργανικές χημικές ενώσεις

6. ιαμοριακές δυνάμεις

Χημεία Β Γυμνασίου ΦΥΛΛΑΔΙΟ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Τ μαθητ : Σχολικό Έτος:

Δεσμικότητα των οργανικών ενώσεων: Σχηματισμός δεσμών για τη. Ιοντικός χαρακτήρας δεσμών. Οι ιοντικοί δεσμοί στα άλατα είναι αποτέλεσμα μεταφοράς e

Μέρος ΙΙ. Θεωρητική υποδομή για την κατανόηση των αντιδράσεων της Οργανικής Χημείας

ΙΑΜΟΡΙΑΚΕΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΙΟΝΤΩΝ

ΧΗΜΙΚΟΣ ΕΣΜΟΣ ΙΙ : ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΟΥ ΕΣΜΟΥ

Transcript:

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί Σύνοψη Παρουσιάζονται οι χημικοί δεσμοί, ιοντικός, μοριακός, ατομικός, μεταλλικός. Οι ιδιότητες των υλικών τόσο οι φυσικές όσο και οι χημικές εξαρτώνται από το είδος ή τα είδη των δεσμών που αναπτύσσονται μεταξύ των ατόμων και των μορίων που συνθέτουν τα υλικά. Προαπαιτούμενη γνώση Ανόργανη χημεία. 2.1. Εισαγωγή στην έννοια της δομής των κρυσταλλικών πλεγμάτων Οι κρύσταλλοι σχηματίζονται από ιόντα, μόρια ή άτομα. Ανάλογα με το είδος των δομικών λίθων και τις δυνάμεις οι οποίες τους συγκρατούν όπως επίσης και το είδος των χημικών δεσμών οι κρύσταλλοι κατατάσσονται σε τέσσερις τύπους: α) τους ιοντικούς, β) τους ατομικούς, γ) τους μοριακούς και δ) τους μεταλλικούς. Τα χαρακτηριστικά των διαφόρων κρυσταλλικών τύπων, με βάση το χημικό δεσμό με τις αντίστοιχες φυσικές ιδιότητές τους, δίδονται στον κατωτέρω πίνακα: Πίνακας 2.1 Κατηγορίες και χαρακτηριστικά δομών. 21

2.2. Ιοντικός Δεσμός Όταν τα στοιχεία βρίσκονται σε μορφή ιόντων με αντίθετο φορτίο, δημιουργείται ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των ιόντων, η οποία τα συγκρατεί σε έναν κρύσταλλο και σχηματίζεται σταθερή ένωση. Τα στοιχεία που σχηματίζουν μεταξύ τους ιοντικούς δεσμούς πρέπει να διαφέρουν πολύ ως προς τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους τους. Δηλαδή, ως προς την ηλεκτροαρνητικότητά τους. Ο ιοντικός δεσμός βρίσκεται σε όλα τα ορυκτά (παραδείγματα: Καλσίτης CaCO 3, Φθορίτης CaF 2, Αλίτης NaCl). Σχήμα 2.1 Δομή του ορυκτού αλίτης (NaCl). Κάθε ιόν περιβάλλεται από 6 γειτονικά ιόντα αντιθέτου φορτίου σχηματίζοντας οκταεδρικά πολύεδρα. 2.3. Ομοιοπολικός Δεσμός Κατά τον ομοιοπολικό δεσμό η τάση των ατόμων να συμπληρώσουν τους φλοιούς τους ικανοποιείται με την ένωση των εξωτερικών ηλεκτρονιακών στοιβάδων δύο ή περισσοτέρων ατόμων με ένα κοινό νέφος ηλεκτρονίων που ανήκει σε όλα τα άτομα που συμμετέχουν στον δεσμό. Ομοιοπολικοί δεσμοί είναι συνήθεις στις οργανικές ενώσεις και σπάνιοι στα ορυκτά, το καλύτερο παράδειγμα είναι το διαμάντι. Στο διαμάντι κάθε άτομο του άνθρακα που βρίσκεται στο κέντρο του τετραέδρου μοιράζεται κάθε ένα ηλεκτρόνιο της εξωτερικής του στοιβάδας με 4 άλλα άτομα άνθρακα που βρίσκονται στις κορυφές του (sp 3 υβριδισμός). 22

Σχήμα 2.2 Δομή Διαμαντιού : (α) Διάταξη ατομικών τροχιακών στο άτομο του άνθρακα, (β) διάταξη ατόμων άνθρακα στο διαμάντι, (γ) κρυσταλλική δομή του διαμαντιού (κυβική). 2.3.1. Μετάβαση από ιοντικό σε ομοιοπολικό δεσμό Η μετάβαση από τον ιοντικό σε ομοιοπολικό δεσμό έχει άμεση σχέση με την πολικότητα του δεσμού και την πολωσιμότητα, δηλαδή την παραμόρφωση των ιόντων. Στα ιόντα η παραμόρφωση έχει σχέση με το μέγεθος και το φορτίο. Ενδεικτικά, τα κατιόντα με μικρή ιοντική ακτίνα και υψηλό θετικό φορτίο έχουν μεγάλη παραμόρφωση και μεταβαίνουν από τον ιοντικό προς τον ομοιοπολικό δεσμό ευκολότερα. Στα ανιόντα, παραμορφώνονται ευκολότερα τα μεγάλα σε μέγεθος ιοντικής ακτίνας και υψηλότερου αρνητικού φορτίου (και ίδιας ιοντικής ακτίνας). Ακολουθούν παραδείγματα ιοντικών ακτίνων μετάλλων (Πίνακας 2.2), ιοντικών ακτίνων αμετάλλων (Πίνακας 2.3) και το ποσοστό του ομοιοπολικού δεσμού διαφόρων ενώσεων (Πίνακας 2.4). Οι ιοντικές ακτίνες δίδονται σε pm, όπου 1pm=10-12 m. Πίνακας 2.2 Ιοντικές ακτίνες μετάλλων. Ο ομοιοπολικός χαρακτήρας μεγαλώνει στα κατιόντα με αυξανόμενο φορτίο και ελαττούμενο μέγεθος κατιόντος. Πίνακας 2.3 Ιοντικές ακτίνες αμετάλλων. Ο ομοιοπολικός χαρακτήρας μεγαλώνει στα ανιόντα με μεγάλο μέγεθος και μεγαλώνει στα ανιόντα με υψηλά αρνητικά φορτία (ίδιας ιοντικής ακτίνας). Στον παρακάτω πίνακα δίνεται το ποσοστό του ομοιοπολικού δεσμού διαφόρων ενώσεων που υπολογίστηκε με την εξίσωση Pauling βάσει της ηλεκτραρνητικότητας των ατόμων. Πίνακας 2.4 Ποσοστό ομοιοπολικού δεσμού διαφόρων ενώσεων. 23

2.4. Δεσμός Van Der Waals Αρχικά σε ένα ουδέτερο άτομο αυξάνει κάποια στιγμή η συγκέντρωση των ηλεκτρονίων προς τη μία πλευρά, δημιουργώντας ένα δίπολο. Την ίδια στιγμή ένα γειτονικό άτομο γίνεται κατά παρόμοιο τρόπο δίπολο, με αποτέλεσμα την ασθενή διπολική έλξη μεταξύ των δύο ατόμων. Ο δεσμός Van Der Waals αναπτύσσεται μεταξύ ουδετέρων μορίων, τα οποία επιφανειακά και στιγμιαία παρουσιάζουν μικρά υπολειμματικά φορτία δημιουργώντας έτσι δίπολα. Ο συγκεκριμένος δεσμός είναι ο ασθενέστερος από όλους τους δεσμούς, δεν συναντάται συχνά στα ορυκτά, όταν υπάρχει σε αυτά, ορίζει μία επιφάνεια εύκολου σχισμού, χαμηλής σκληρότητας και χαμηλού σημείου τήξης. Παράδειγμα είναι ο Γραφίτης που παρουσιάζει ομοιοπολικό δεσμό μεταξύ ατόμων Άνθρακα στο ίδιο επίπεδο και δεσμό Van Der Waals μεταξύ δύο διαδοχικών επιπέδων. (Σχήμα 2.3) Σχήμα 2.3 Σχηματική αναπαράσταση δομής γραφίτη με ομοιοπολικούς δεσμούς των ατόμων άνθρακα στα επίπεδα στρώματα και με δεσμούς Van Der Waals μεταξύ διαδοχικών στρωμάτων.(ανισοτροπία γραφίτη) 2.5. Δεσμός Υδρογόνου Ο δεσμός Υδρογόνου είναι ένας ασθενής δεσμός ηλεκτροστατικής φύσης μεταξύ H + και ενός δευτέρου ατόμου μεγάλης ηλεκτραρνητικότητας (π.χ. F, O, N). Είναι δεσμός διπόλου διπόλου της αυτής σύστασης. Το νερό σε κρυσταλλική κατάσταση (πάγος) είναι το περισσότερο χαρακτηριστικό παράδειγμα δεσμού Υδρογόνου. Στον πάγο κάθε Οξυγόνο του διπόλου H 2 O συνδέεται με 4 γειτονικά οξυγόνα που βρίσκονται σε τετραεδρική διάταξη με δεσμό Υδρογόνου. Κάθε μόριο νερού είναι τετραεδρικά συνδεδεμένο με 4 άλλα μόρια, οι δεσμοί Υδρογόνου είναι μεταξύ των μορίων. (Σχήμα 2.4) Κατά την τήξη του πάγου η απόσταση των μορίων του νερού μικραίνει με αποτέλεσμα το νερό να έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από τον πάγο. Έχει διαπιστωθεί δεσμός υδρογόνου στα υδροξείδια και στα αργιλικά υλικά. 24

Σχήμα 2.4 Δεσμός Υδρογόνου στον πάγο. 2.6. Μεταλλικός Δεσμός Στον μεταλλικό δεσμό, ένα, δύο ή τρία ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας του ατόμου κινούνται ελεύθερα από άτομο σε άτομο με αποτέλεσμα τη δημιουργία νέφους ηλεκτρονίων. Για τον λόγο αυτό, τα υλικά με μεταλλικό δεσμό είναι ελατά, όλκιμα και έχουν μεγάλη θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Ο μεταλλικός δεσμός απαντάται στα αυτοφυή μέταλλα και στα σουλφίδια. Οι δυνάμεις των χημικών δεσμών μεταξύ ατόμων και μορίων είναι ηλεκτρικής φύσης και η κατανομή των ηλεκτρικών φορτίων είναι καθοριστική στο είδος του δεσμού. 2.7. Επίδραση της φύσης των χημικών δεσμών στις ιδιότητες των υλικών Οι φυσικομηχανικές ιδιότητες των υλικών εξαρτώνται από το είδος του χημικού δεσμού. Επειδή δεν υπάρχουν καθαροί δεσμοί αλλά ποσοστά μεταξύ δύο δεσμών υπάρχει αλληλεξάρτηση αυτών και αποδίδεται γραφικά στο Σχήμα 2.5. 25

Σχήμα 2.5 Παρουσίαση του μικτού χαρακτήρα των χημικών δεσμών. Πολλά υλικά παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον για τη χημική τεχνολογία και συνδυάζουν διαφορετικούς τύπους δεσμών. Για παράδειγμα το SiO 2 έχει 50% ομοιοπολικό δεσμό και 50% ετεροπολικό δεσμό (ο υπολογισμός έχει δοθεί στον Πίνακα 2.4). Λόγω αυτών των δεσμών έχει υψηλή θερμοκρασία τήξης μεγαλύτερη από 1600 0 C και έχει μεγάλη σκληρότητα, άρα είναι αδύνατη η πλαστική του παραμόρφωση. Ο γραφίτης έχει ομοιοπολικούς και Van Der Waals δεσμούς και παρουσιάζει μικρή σκληρότητα. Τα μέταλλα λόγω των ηλεκτρονίων σθένους που δεν είναι εντοπισμένα έχουν μεγάλη θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα έναντι υλικών όπως τα κεραμικά που έχουν ομοιοπολικούς και μεταλλικούς δεσμούς. [3] Επιπλέον των δεσμών, σημαντική επίδραση στις μηχανικές, θερμικές, ηλεκτρικές, οπτικές, μαγνητικές ιδιότητες έχει η κρυσταλλική δομή και η συσχέτιση των ιδιοτήτων με την κρυσταλλική και ηλεκτρονική δομή. Βιβλιογραφικές Αναφορές 3. Χρυσουλάκης, Γ. και Παντελής, Δ. Επιστήμη και Τεχνολογία Μεταλλικών Υλικών. Αθήνα: Παπασωτηρίου, 1998. Ερωτήσεις κατανόησης Ερώτηση 1 Να υπολογιστεί το ποσοστό του ομοιοπολικού δεσμού στo SiO 2 ; Απάντηση 50% ομοιοπολικός, 50% ετεροπολικός (βλέπε υπολογισμό στον Πίνακα 2.4). Ερώτηση 2 Ποιά η εξήγηση της σκληρότητας του διαμαντιού έναντι του γραφίτη; 26

Απάντηση Διαμάντι: ομοιοπολικός δεσμός. Γραφίτης: ομοιοπολικός και Van Der Waals (στρωματική διάταξη, ανισοτροπία). 27