Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe"

Zbyněk Pavlík
před 6 lety
Počet zobrazení:

Skupenské stavy Plyn Zcela neuspořádané Hodně volného prostoru Zcela volný pohyb částic Částice daleko od sebe Kapalina Částečně neuspořádané

1 Skupenské stavy Plyn Zcela neuspořádané Hodně volného prostoru Zcela volný pohyb částic Částice daleko od sebe Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe Pevná látka Pravidelně uspořádané Částice na stálých pozicích Částice blízko u sebe 1

2 Skupenské stavy Skupenství vody Teplota, o C (tlak 1 bar) Hustota, g cm 1 pevné kapalné Plyn plynné Kapalina Molekulový krystal 2

3 Rozdíl mezi kovalentní vazbou a mezimolekulovými silami H 2 O 2H + O ΔH = kj mol 1 H 2 O(l) H 2 O(g) při 100 o C ΔH = kj mol 1 3

Typ vazby Energie, kj mol 1 Kovalentní 200 1000 Vodíková

4 Typ vazby Energie, kj mol 1 Kovalentní Vodíková (100) Dipol-dipolová 2 10 Londonova disperzní > 5 4

Typy mezimolekulových vazeb (van der Waalsových interakcí) ion ion Coulombické interakce ion dipol dipol dipol orientační, Keesom dipol indukovaný dipol indukční,

5 Typy mezimolekulových vazeb (van der Waalsových interakcí) ion ion Coulombické interakce ion dipol dipol dipol orientační, Keesom dipol indukovaný dipol indukční, Debye J. D. van der Waals ( ) NP za chemii 1910 ion indukovaný dipol indukovaný dipol indukovaný dipol disperzní, London van der Waalsova repulze (odpuzování) 5

6 Typy mezimolekulových vazeb 6

7 Interakce ion - ion Coulombův zákon q q E 1 2 = 4 1 πε 0 r 7

8 Interakce ion - dipol E = konst q 2 μ ktr 2 4 8

9 Dipolový moment - μ proton a elektron, vzdáleny 1 Å μ = q L = ( C)( m) μ = C m = 4.80 D dipolový moment 4.80 D je referenční hodnota, čisté +1 a 1 náboje vzdálené100 pm, vazba mezi nimi je 100% iontová 9

10 Hydratace/solvatace iontů Interakce klesá s rostoucí velikostí iontu [Li(H 2 O) 4 ] + [Na(H 2 O) x ] + K + slabá Rb + nulová Cs + negativní Interakce klesá Interakce roste s rostoucím nábojem iontu [Na(H 2 O) x ] + [Mg(H 2 O) 6 ] 2+ [Al(H 2 O) 6 ] 3+ Ion-dipol Polární koord. vazba Interakce roste 10

11 Solvatace elektronů Sodík rozpuštěný v kapalném amoniaku Na(NH 3 ) + x + e (NH 3 ) x Modrý elektricky vodivý roztok Silné redukční činidlo 11

12 Interakce dipol - dipol Keesom E = konst 2 μ A μ ktr 2 B 6 12

13 Interakce dipol - dipol Sloučenina Butan Aceton M r Teplota varu, C Dipolový moment, C m

14 Interakce ion indukovaný dipol a dipol indukovaný dipol ion indukovaný dipol E μ(indukovaný) = α E α = polarizovatelnost Ε = intenzita elektr. pole 2 q α = konst 4 r dipol indukovaný dipol, Debye E = konst 2 μ α 6 r 14

15 Polarizovatelnost, α, m 3 Skupina Polarizovatelnost, v.d.w poloměr, cm Å O Atomový poloměr, Å 0.66 CH S

16 Molekula Polarizovatelnost T varu (K) Dipolový moment (Å 3 ) (D) He Ne Ar Kr H 2 O H 2 S CCl C 6 H CH 3 OH CH 3 F CHCl

17 Interakce indukovaný dipol indukovaný dipol Odpudivé síly Přitažlivé síly 17

18 Londonovy disperzní síly E = konst 2 IEα 6 r IE = ionizační energie α = polarizovatelnost r = vzdálenost 18

19 Vliv polarizovatelnosti molekuly na velikost Londonových sil Vliv Londonových sil na skupenství halogenů a vzácných plynů teplota varu, K S velikostí molekul roste polarizovatelnost teplota varu, K teplota varu, K F He 4.6 Cl Ne 27.3 Br Ar 87.5 I Kr

20 Vliv velikosti molekuly na velikost Londonových sil teplota varu, K U jednoduchých uhlovodíků nacházíme jen Londonovy disperzní síly 20

21 Vliv tvaru molekuly na velikost Londonových sil Stejná M r Větší plocha dotyku 21

22 Vodíková vazba H s elektronegativními atomy (F, O, N, C, ) O (Donorový atom) O-H O-H...O 22

23 Vodíková vazba Intramolekulární vodíková vazba H H O O O N O p-nitrofenol Ka = 10-4 o-nitrofenol Ka =10-7 O N O Snížená kyselost OH skupiny v důsledku tvorby vodíkové vazby 23

24 Vodíková vazba Intermolekulární 24

25 Vodíková vazba Vazba Vzdálenost (Å) Rozmezí (Å) N-H...N N-H...O - Amid NH Amino NH N-H...F N-H...Cl O-H N O-H...O - Alkohol OH Voda OH O-H...Cl

26 Vodíková vazba Teploty varu, K, hydridů 14., 15. a 16. skupiny Molekulová hmotnost 26

27 HF 2 hydrogendifluorid Nejsilnější známá H-vazba 155 kj mol 1 MO Třícenterní 4elektronová vazba Symetrické rozložení vazebných délek H-F 114 pm Vazebný úhel F-H-F = 180 F - (Donorový atom) Autodisociace HF 2 HF H 2 F + + HF 2 - F-H [F-H-F] - 27

28 Vodíková vazba dimer Krystalové inženýrství 28

29 Struktura HF 29

30 Kyselina boritá 30

31 Struktura proteinů 31

32 Struktura DNA 32

33 33

34 Struktura ledu 34

35 Rovnováha přitažlivých a odpudivých sil Odpudivé síly v.d. Waalsova repulze E = 1/ r 12 Přitažlivé síly E = 1/ r 6 Lennard-Jones 35

36 Skupina vdw 0.5 Rm C atom - alifat 1.7 Å 2.0 Å - aromat 1.7 Å O atom - karbonyl 1.4 Å 1.9 Å - alkohol 1.5 Å N atom - amid 1.52 Å 1.80 Å -amin 1.65 Å - ammonium 1.50 Å F atom 1.35 Å Cl atom 1.80 Å Br atom 1.95 Å I atom 2.15 Å S atom 1.85 Å 36

37 Van der Waalsovy poloměry, Å Ag 1.72 Ar 1.88 As 1.85 Au 1.66 Br 1.85 C 1.70 Cd 1.58 Cl 1.75 Cu 1.40 F 1.47 Ga 1.87 H 1.20 He 1.40 Hg 1.55 I 1.98 In 1.93 K 2.75 Kr 2.02 Li 1.82 Mg 1.73 N 1.55 Na 2.27 Ne 1.54 Ni 1.63 O 1.52 P 1.80 Pb 2.02 Pd 1.63 Pt 1.72 S 1.80 Se 1.90 Si 2.10 Sn 2.17 Te 2.06 Tl 1.96 U 1.86 Xe 2.16 Zn

Podobné dokumenty

Opakování

Slabé vazebné interakce Opakování Co je to atom? Opakování Opakování Co je to atom? Atom je nejmenší částice hmoty, chemicky dále nedělitelná. Skládá se z atomového jádra obsahujícího protony a neutrony