Как отличить донорно-акцепторный механизм от обменного?

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

Для понимания различий между обменным и донорно-акцепторным механизмами образования ковалентной связи важно смотреть не на результат (сама связь в обоих случаях одинакова), а на способ формирования общей электронной пары. 1. Обменный механизм При этом механизме каждый из двух атомов предоставляет по одному неспаренному электрону. Происходит «встречное» движение электронов для создания общего облака.

  • Условие: У каждого атома на внешнем уровне есть орбиталь с одним электроном.
  • Схема: A+BABcap A center dot positive center dot cap B right arrow cap A colon cap B Пример: Образование молекулы водорода ( H2cap H sub 2). У каждого атома водорода есть по одному электрону ( 1s11 s to the first power). Они объединяются, образуя общую пару. Характерная черта: Равенство вклада. Оба атома выступают в роли «равноправных партнеров».

2. Донорно-акцепторный механизм Здесь общая электронная пара формируется за счет пары электронов одного атома и пустой орбитали другого.

  • Участники:
    1. Донор: Атом, имеющий неподеленную электронную пару (два электрона на одной орбитали).
    2. Акцептор: Атом, имеющий свободную (пустую) квантовую ячейку.
  • Схема: A+BABcap A colon positive square cap B right arrow cap A colon cap B Пример: Ион аммония ( NH4+cap N cap H sub 4 raised to the positive power). У азота в молекуле аммиака ( NH3cap N cap H sub 3) есть неподеленная пара электронов, а у иона водорода ( H+cap H raised to the positive power) орбиталь пуста. Азот «отдает» свою пару в общее пользование. Характерная черта: Один атом дает «капитал» (электроны), а другой — «место» (орбиталь).

Сравнительная таблица для быстрой проверки

Характеристика Обменный механизмДонорно-акцепторный механизм
Вклад первого атома1 неспаренный электронНеподеленная электронная пара (2 ee raised to the negative power)
Вклад второго атома1 неспаренный электронВакантная (пустая) орбиталь
Типичные примеры H2,CH4,Cl2,O2cap H sub 2 comma cap C cap H sub 4 comma cap C l sub 2 comma cap O sub 2 NH4+,[Cu(NH3)4]2+,CO,O3cap N cap H sub 4 raised to the positive power comma open bracket cap C u open paren cap N cap H sub 3 close paren sub 4 close bracket raised to the 2 plus power comma cap C cap O comma cap O sub 3
Исходное состояниеОба атома электронейтральны (чаще всего)Один часто имеет избыток плотности, другой — дефицит

Как определить механизм на практике? Чтобы отличить их в конкретной задаче, выполните следующие шаги:

  1. Напишите электронную конфигурацию внешних слоев атомов.
  2. Посмотрите на валентность: Если атом образует больше связей, чем у него неспаренных электронов в основном состоянии (и он не может перейти в возбужденное состояние, как азот), значит, задействован донорно-акцепторный механизм.
  3. Ищите типичных доноров: Атомы азота ( Ncap N), кислорода ( Ocap O), фтора ( Fcap F), фосфора ( Pcap P) часто являются донорами из-за наличия лишних пар. Ищите типичных акцепторов: Ионы металлов или частицы вроде H+,BF3,AlCl3cap H raised to the positive power comma cap B cap F sub 3 comma cap A l cap C l sub 3, у которых есть пустые ячейки.

Важное примечание: После того как связь образовалась, экспериментально отличить, какая из них была создана по обменному, а какая по донорно-акцепторному механизму, невозможно. Все ковалентные связи в молекуле (например, в ионе аммония) становятся абсолютно эквивалентными по длине и энергии. Я могу составить для вас список наиболее распространенных молекул и ионов из школьного или университетского курса химии, где встречается донорно-акцепторный механизм, чтобы вы могли их просто запомнить. Хотите, чтобы я это сделал?

Форма ответа

Ваш аватар