Химийн холбоо

2.Химийн холбоо. Түүний төрлүүд

§  Химийн холбооны тухай ойлголт

§  Химийн холбооны шинж чанар

§  Химийн холбооны төрлүүд. Ковалет холбоо

§  Ионы холбоо

§  Устөрөгчийн холбоо

§  Металлын холбоо

§  Бойлын хууль,/ даралт ба эзэлхүүний хоорондын хамаарал

/ эзэлхүүн ба температурын хамаарал идеаль хийн хууль, Генрийн хууль, Дальтоны хууль ,амьсгалын хийн диффузи, цусны даралт/

Атомуудыг хооронд нь холбож буй хүчийг химийн холбоо гэнэ. Атомууд нэгдэж дан ба нийлмэл бодисыг үүсгэхэд химийн холбооны янз бүрийн хэв маяг үүсдэг. Химийн холбоо үүсгэхэд цахилгаан сөрөг чанар чухал нөлөөтэй. Цахилгаан сөрөг чанар гэдэг нь атомууд гадаад давхраагаа электроноор бүрэн дүүргэхийн тулд өөрөөр хэлбэл батжилтай гадаад давхраа үүсгэхийн тулд нөгөө атомынхаа электроныг өөрт татах чадварыг хэлнэ. Химийн нэгдэл үүсгэж байгаа элементүүдийн атомуудын ц.с.ч хэдий чинээ ялгаатай байна үүсч байгаа химийн холбоо төдий чинээ туйлтай байна. Химийн холбооны энерги гэдэг нь уг холбоог бүрэн таслахад зарцуулагдах ажлаар тодорхойлогддог бөгөөд түүний холбогдол их бол холбоо нь төдий чинээ бат бэх  байдаг. Холбогдож буй атомуудын цахилгаан сөрөг чанарын ялгаанаас болж электроны хос нь аль нэг атомынхаа тал руу хэлбийж байдгаас молекул дах атомууд дээр эерэг,сөрөг цэнэгийн илрэл гардаг. Ингэж молекул эерэг, сөрөг цэнэгтэй ионуудаас бүрэлдэн тогтдог гэж үзэх үед молекул дах атомууд дээр илрэх цэнэгийн хэмжигдхүүнийг исэлдэхүйн хэм гэнэ.

Ионы холбоо: Харьцангуй цахилгаан сөрөг чанар нь эрс ялгаатай элементийн атомын хооронд электрон бүрмөсөн шилжсэний дүнд үүсдэг эерэг, сөрөг цэнэгтэй ионуудын цахилгаан таталцлын хүчээр атомууд хоорондоо холбогдож болно.Үүнийг ионы холбоо гэнэ. Ион нь атом электроныг нэгдүүлэх буюу алдах замаар үүссэн цэнэгтэй жижиг хэсэг юм.Na  ба  CI-ийн хооронд урвал эрчимтэй явагдана.            2Na⁰+ CI2⁰= 2Na⁺CI^-

Ионы холбоонд ковалентын холбоотой адил холбооны чиглэлт чанар, ханасан чанар гэж байдаггүй, ион нэг бүр нь эсрэг цэнэгтэй анион буюу катионаар жигд хүрээлэгдсэн байдаг. Эсрэг цэнэгтэй зэргэлдээх ионуудын үүсгэсэн цахилгаан орны үйлчлэлийн дор тухайн ионы цөм гадна талын электронт давхрааны электрон тухайлбал валентын электронууд нь катионы тал руу хазайх мэтээр харьцангуй шилжиж байрласан байна.Үүнээс болж холбооны ионт чанар буурч түүнд туйлт чанар илрэх хандлага гардаг.Үүнийг ионуудын. Катионыхаас анионы туйлшрах чанар илүү байдаг. Бодисын өнгө анионы туйлшрах чанартай холбоотой байдаг.Тухайлбал: Дараах нэгдлүүдийн CuF₂ CuCI₂ CuBr₂  өнгөулам гүн болох нь  анионы радиус ихсэхийн хирээр  өнгөгүй  шар  хар туйлшрах чанар нь ихсэж, электроны цэнэг анионоос катион руу шилждэг бөгөөд тэрхүү электроны шилжихэд шаардагдах энерги нь спектрийн үзэгдэх гэрлийн мужид харгалздаг байна. Иймд эдгээр нэгдэл өнгөгүйгээс өнгөтэй болж харагдана.

Ковалент холбоо: Холбогдож байгаа атомуудын гадаад давхраанд байгаа хослоогүй электронуудаас нэг буюу хэд хэдэн электрон нь хос үүсгэж тэдгээр нь атомуудыг хооронд нь холбож химийн холбоо үүсгэдэг. Ийм холбоог ковалент холбоо гэнэ. Хослоогүй электроны тоо уул атомын ковалент холбоо үүсгэх чадварыг илэрхийлдэг. Хэрэв тухайн элементийн гадаад давхраанд электронгүй хоосон орбиталь байвал атомыг цочроох замаар хослоогүй электроны тоог нэмэгдүүлж ковалент үүсгэх чадварыг ихэсгэж болно. Ц.с.ч адил атомуудын харилцан үйлчлэх үед туйлгүй ковалент, ц.с.ч ялгаатай атомуудын хооронд туйлт ковалент холбоо үүсдэг. Жишээ:1 Валент холбооны онол (ВХО) ёсоор хослоогүй электроны тоогоор тодорхойлогдох  бромын ковалент чанар 1-тэй тэнцүү байна. Харин бром нь сэрсэн төлөв байдалд шилжсэн үед бром хослоогүй электроны тоондоо харгалзсан 3,5,7 гэсэн ковалент үзүүлэх боломжтой.Тухайлбал эхлээд р- орбиталь дээрх электроны хос салж нэг электрон d-орбитальд шилжин очиж хослоогүй 3 электроны тоонд харгалзсан 3 ковалент холбоо үүсгэдэг байна. Жишээ:2 Цахиурын атом1s²2s²2p⁶3s²3p² гэсэн электрон бүтэцтэй.Харин сэрсэн төлөв байдалд атом хослоогүй 4 электронтой болдог. Иймд цахиурын сэрсэн атомын 4 хослоогүй электрон тус бүр хослоогүй нэг электронтой фторын 4 атомтай дөрвөн ковалент холбоог ердийн ковалентын механизмаар үүсгэж SiF₄гэсэн молекул үүсгэдэг.Харин SiF₄-ын саармаг молекул фторын сөрөг цэнэгтэй 2 ионыг нэгдүүлж  SiF₆^2- гэсэн ионыг үүсгэдэг.SiF₆^2-г үүсгэсэн холбоо бол цахиурын атомын 3d- гэсэн чөлөөт орбиталь, фторын сөрөг цэнэгтэй ионы хувааж эзэмшээгүй электрон хосын хооронд бий болдог донор- акцепторын механизмаар үүсдэг байна.Гэтэл нүүрстөрөгчийн атом сэрсэн төлөв байдлаас (1s²2s²2p³) –аа цахиуртай адил CF₄ гэсэн нэгдэл үүсгэдэг боловч харин CF₆^2- гэсэн ион үүсгэж чаддаггүй байна.Учир нь нүүрстөрөгчийн атомд 3d- гэсэн чөлөөт орбиталь байдаггүй.

Устөрөгчийн холбоо: Устөрөгчийн холбоо нь устөрөгчийн амом цахилгаан сөрөг чанар ихтэй атомуудтай үүсгэгдсэн туйлтай молекулуудын хооронд үүслэг донор акцепторын холбоогы нэгэн хэлбэр юм. Устөрөгчийн холбоо үүсэх механизмыг Н₂О, НF  дах устөрөгч, фторын молекулуудын хооронд үүсэх холбоон дээр авч үзье.

Устөрөгчийн холбоо нь устөрөгчтэй холбогдсон атомын цахилгаан сөрөг чанраас хамаарч янз бүрээр илэрдэг. Жи: фторт устөрөгчийн молекулын хооронд 25-40кДжмоль, хүчилтөрөгчийн устөрөгчтэй нэгдсэн молекулууд 13-29 кДжмоль^-1   г.м Усны молекулд хүчилтөрөгчийн нэг атом устөрөгчийн 4 атомаар дамжин хүчилтөрөгчийн өөр 4 атомтай холбогдож, тетраэдрийг үүсгэдэг. Устөрөгчийн холбооноос болж үүссэн энэхүү бүтэц, байгуулалтаасаа болж мөс нягт биш, хөвсгөр чанартай болсон байдаг. Үүний баталгаа нь мөсийг хайлуулахад түүний доторхи устөрөгчийн холбооны нэг хэсэг /-10% нь/ тасарснаас нягтран шингэн ус  болдог явдал юм. Мөсний молекулд устөрөгчийн холбооны энерги 20кДж*моль^-1 байдаг.

Устөрөгчийн холбоо биологийн болон биохимийн плоцесуудад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Уураг нь өөр хоорондоо пептидийн холбоогоор холбогдсон аминхүчлүүдээс тогтдог. Нэг полипептидийн хэлхээний устөрөгчийн атом / =И-Н/ ба нөгөө полипептидийн хэлхээний хүчилтөрөгчийн атомын /-СО-/ хооронд устөрөгчийн холбоо үүснэ.Уургийн хоёрдогч бүтцийн ороомог үүсэх нь устөрөгчийн холбоо үүсдэгээр тайлбарлагдана.

Металлын холбоо: Металлууд цахилгаан  дамжуулах чанар өндөр байдаг нь металл дамжуулагчийн дотор электронууд чөлөөтэй хөдөлж байдгаар тайлбарлагдана. Энэ нь металлын атомын электрон бүрхүүлд хоосон орбитал байдагтай, мөн гадна давхрааны электронууд цөмдөө сул хүчээр хобогдсон байдагтай холбоотой.Металлууд иончлолын энерги багатай, валентын электронууд атомд сул холбогдсон байдаг. Ийм болохоор металлын атомын талстын торын дотор электронууд бие биетэйгээ холбогдон оршино. Энэ электронууд нь талстын доторхи атомуудтай харилцан үйлчлэлцэх хүчийг бий болгоно. Энэ хүчийг металлын холбоо гэнэ.