Определите тип химической связи и составьте схему ее образования для каждого из веществ:O2; OF2; CaF2; Ca.

Укажем тип связи и схему образования для каждого вещества.

1. O₂ — ковалентная неполярная связь

Молекула кислорода состоит из двух одинаковых атомов кислорода. У каждого атома кислорода на внешнем энергетическом уровне 6 электронов. До завершения внешнего уровня каждому атому не хватает 2 электронов, поэтому два атома кислорода образуют две общие электронные пары.

Схема образования:

О + О → О₂

Электронная схема:

:O: + :O: → :O::O:

Или структурно:

O=O

Так как атомы одинаковые, общие электронные пары притягиваются ими одинаково. Поэтому связь ковалентная неполярная.

2. OF₂ — ковалентная полярная связь

В молекуле OF₂ атом кислорода соединяется с двумя атомами фтора. У кислорода 6 электронов на внешнем уровне, у фтора — 7. Каждому атому фтора не хватает 1 электрона до завершения внешнего уровня, а кислороду не хватает 2 электронов. Поэтому кислород образует по одной общей электронной паре с каждым атомом фтора.

Схема образования:

O + F + F → OF₂

Электронная схема:

:F· + ·O· + ·F: → F:O:F

Более понятно можно записать так:

F—O—F

У кислорода остаются две неподелённые электронные пары, у каждого атома фтора — по три неподелённые пары.

Связи O—F являются ковалентными полярными, потому что кислород и фтор — разные неметаллы, а фтор сильнее притягивает общую электронную пару. Поэтому электронная плотность смещена к атомам фтора.

3. CaF₂ — ионная связь

Кальций — металл II группы, на внешнем уровне у него 2 электрона. Фтор — неметалл VII группы, на внешнем уровне у него 7 электронов. Атому фтора не хватает 1 электрона до завершения внешнего уровня.

Кальций отдаёт два внешних электрона двум атомам фтора:

Ca → Ca²⁺ + 2e⁻

Каждый атом фтора принимает по одному электрону:

F + e⁻ → F⁻

Так образуются ионы:

Ca²⁺ и 2F⁻

Схема образования:

Ca + 2F → CaF₂

Электронная схема:

Ca − 2e⁻ → Ca²⁺

2F + 2e⁻ → 2F⁻

Итоговая схема:

Ca²⁺ + 2F⁻ → CaF₂

Между ионами Ca²⁺ и F⁻ возникает электростатическое притяжение, поэтому связь в CaF₂ — ионная.

4. Ca — металлическая связь

Кальций — металл. В простом веществе Ca атомы кальция располагаются в узлах металлической кристаллической решётки. Внешние электроны атомов кальция относительно слабо удерживаются ядрами и становятся общими для всего кристалла.

Схема образования металлической связи:

Ca → Ca²⁺ + 2e⁻

В кристалле кальция находятся положительные ионы:

Ca²⁺

и общие свободные электроны:

2e⁻

Условная схема:

Ca²⁺ Ca²⁺ Ca²⁺

между ними — обобществлённые электроны:

e⁻ e⁻ e⁻ e⁻

То есть металлическая связь возникает за счёт притяжения положительных ионов кальция к общему электронному облаку. Поэтому в простом веществе кальций связь металлическая.

Итог:

O₂ — ковалентная неполярная связь, схема: O=O.
OF₂ — ковалентная полярная связь, схема: F—O—F.
CaF₂ — ионная связь, схема: Ca²⁺ + 2F⁻.
Ca — металлическая связь, схема: Ca²⁺ + обобществлённые электроны.