Teorie hybridizace. Vysvětluje vznik energeticky rovnocenných kovalentních vazeb a umožňuje předpovědět prostorový tvar molekul.

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Teorie hybridizace. Vysvětluje vznik energeticky rovnocenných kovalentních vazeb a umožňuje předpovědět prostorový tvar molekul."

Václav Pospíšil
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Chemická vazba co je chemická vazba charakteristiky chemické vazby jak vzniká vazba znázornění chemické vazby kovalentní a koordinační vazba vazba σ a π jednoduchá, dvojná a trojná vazba polarita vazby vazby v H 2 O, NH 4 +, N 2 vazby v CO 2, SO 2, SO 3

koordinační vazba vazba σ a π jednoduchá, dvojná a trojná vazba

2 Teorie hybridizace Vysvětluje vznik energeticky rovnocenných kovalentních vazeb a umožňuje předpovědět prostorový tvar molekul. Nejstabilnější struktura sloučenin je ta, jejíž obsah energie je minimální! Př.: CH 4 pomocí spojnic rámečků L. Pauling a J.Slater, 1954 Nobelova cena za chemii Hybridizace je energetické sjednocení různých atomových orbitalů za vzniku nových, energeticky rovnocenných, tzv. hybridních orbitalů. Hybridní orbitaly mají stejný tvar a energii. Hybridizují se všechny AO které se podílí na vzniku chemické vazby (vazby σ), ale i všechny valenční orbitaly, které obsahují jeden elektron nebo elektronový pár. Nehybridizují s ty orbitaly, které vytvářejí vazby π. Př. Hybridizace methanu, ethenu a ethynu Základní typy hybridizace podle počtu hybridizovaných AO (tabulka). Ale jsou i jiné...

Slater, 1954 Nobelova cena za chemii Hybridizace je energetické sjednocení různých atomových orbitalů za vzniku nových, energeticky rovnocenných, tzv. hybridních orbitalů.

3 Př.: NH 3, H 2 O, CO 2, SO 2, SO 3, ethen, řetězec uhlovodíku

4 Streochemie sloučenin nepřechodných prvků Pravidelný tvar mají jen molekuly s rovnocennými vazbami vycházejícími ze středového atomu. V případě přítomnosti elektronových párů na středovém atomu dochází k deformaci vazebných úhlů: Molekula Vazebný úhel počet volných elektronových párů CH CF NH H 2 O Př. Tvar molekul SO 2, SO 3, CO 2 Polarita molekul Záleží na polaritě vazeb a tvaru molekuly Molekuly s nepolárními vazbami jsou vždy nepolární Symetrické molekuly s polárními vazbami jsou nepolární Nesymetrické molekuly s polárními vazbami jsou polární Př.: CH 4, CH 3 F, SO 2, SO 3, H 2 O, PCl 5, benzen, difluorbenzen Rozbor molekuly 1. Urči typy vazeb - kovalentní a koordinační, sigma a pí, násobnost, polarita 2. Urči hybridizaci a vazebné úhly 3. Urči tvar molekuly 4. Urči polaritu molekuly NH4+ BF3 SF6 HCN

5 1. Znázorni molekulu NH 4 + a) pomocí spojnic rámečků b) strukturním vzorcem c) urči počet vazeb (kovalentních a koordinačně kovalentních, σ a π, jednoduchých, dvojných a trojných) 2. V molekule H 2 O urči a) polaritu vazeb b) polaritu molekuly c) hybridní stav centrálního atomu d) vazebné úhly 3. Molekulu C 2 H 2 znázorni a) strukturním vzorcem b) označ vazby σ a π 4. Vodíková vazba princip vzniku a příklad 5. Jaké jsou vlastnosti látek tvořící atomové krystaly

V molekule H 2 O urči a) polaritu vazeb b) polaritu molekuly c) hybridní stav centrálního atomu d) vazebné úhly 3.

6 Teorie valenčních orbitalů (VSEPR) Z anglického Valence Shell Electron Pair Repulsion Používá se k určení tvaru molekuly Vazby se z centrálního atomu rozmisťují tak aby odpudivé a přitažlivé síly byly v rovnováze, tj. symetricky v prostoru viz tvary molekul podle hybridizace Postup: Napíšeme strukturní elektronový vzorec sloučeniny Sečteme σ vazby vycházející z centrálního atomu a jeho volné el. páry. Součet značí počet vrcholů tvaru, který bude základem pro tvar dané molekuly Vazby π se nepočítají Tvar molekuly odvodíme od základního tvaru a počtu vrcholů obsazených atomy Příklad: SiH 4, SO 2, [PCl 6 ] -

symetricky v prostoru viz tvary molekul podle hybridizace Postup: Napíšeme strukturní elektronový vzorec sloučeniny Sečteme σ vazby vycházející z

7 Teorie molekulových orbitalů jiná metoda přibližného řešení problému chemické vazby F. Hund a R. S. Mulliken Teorie MO popisuje molekulu jako soustavu atomů, kde atomové orbitaly vytvářejí energeticky výhodnější orbitaly molekulové, tzv. MO. zjednodušení MO vznikají lineární kombinací AO (LCAO-MO) vlnová funkce popisující MO je dána lineární kombinací vlnových funkcí AO Princip: Překryvem dvou AO vzniknou dva MO o rozdílné energii vazebný a antivazebný U prvků 1. a 2. periody existují jen dva druhy MO o orbitaly σ o orbitaly π MO σ MO π

MO. zjednodušení MO vznikají lineární kombinací AO (LCAO-MO) vlnová funkce popisující MO je dána lineární kombinací vlnových funkcí AO

8 Zaplňování MO elektrony: Nejprve se elektrony zaplňují MO o nejnižší energii Na každém MO mohou být max. dva elektrony s opačným spinem V degenerovaných MO vzniknou elektronové páry až po obsazení každého orbitalu jedním elektronem Nespárované elektrony v degenerovaných orbitalech mají stejný spin

dva elektrony s opačným spinem V degenerovaných MO vzniknou elektronové

9 Dvouatomové molekuly Molekula vodíku H2 Molekula He2 Molekula N2 v molekule je jedna vazba σ a dvě vazby π při vzniku molekuly se uvolní velké množství energie v molekule dusíku jsou všechny elektrony spárovány, molekula je diamagnetická

vzniku molekuly se uvolní velké množství energie v molekule

10 Molekula O2 v molekule kyslíku jsou dva nespárované elektrony, kyslík je paramagnetický dva z poloviny zaplněné antivazebné orbitaly π, způsobují, že vazba v molekule kyslíku je tvořena jedním dvouelektronovým párem vazby sigma a dvěma jednoelektronovými vazbami pí

orbitaly π, způsobují, že vazba v molekule kyslíku je tvořena

11 Teorie ligandového pole Princip Vlivem interakce mezi ligandy a orbitaly d středové částice dochází k pořerozdělení elektronů na valenčních orbitalech středového atomu, aby mohl vzniknout patřičný počet koordinačních vazeb silné pole ligandů intenzivní vzájemné působení slabé pole ligandů záleží na druhu ligandů a středového atomu Příklad: [Co(NH3)6]3+

mohl vzniknout patřičný počet koordinačních vazeb silné pole ligandů intenzivní vzájemné

Podobné dokumenty

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR Geometrie molekul Lewisovy vzorce poskytují informaci o tom které atomy jsou spojeny vazbou a o jakou vazbu se jedná (topologie molekuly). Geometrické uspořádání molekuly je charakterizováno: Délkou vazeb