Orbitaly, VSEPR. Zdeněk Moravec, 16. listopadu / 21

Podobné dokumenty
Orbitaly, VSEPR 1 / 18

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

Tvary víceatomových molekul. Nevazebné mezimolekulové interakce

Překryv orbitalů. Vznik vazby překryvem orbitalů na dvou různých atomech A, B Obsazeno dvojicí elektronů Ψ = Ψ A Ψ Β

Chemická vazba. Důvody pro vazbu = menší energie atomů ve vázaném stavu než energie jednotlivých oddělených atomů

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

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

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Vzorce a tvary víceatomových molekul nekovů Lewisova teorie kyselin a bází

Chemická vazba. Důvody pro vazbu = menší energie atomů ve vázaném stavu než energie jednotlivých oddělených atomů

Chemická vazba. Důvody pro vazbu = menší energie atomů ve vázaném stavu než energie jednotlivých oddělených atomů

Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem

Symetrie Platonovská tělesa

Symetrie Platonovská tělesa

Molekuly 2. Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem. Hybridizace. Hybridizace sp 3. Hybridizace

Atom vodíku. Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně. Kulová symetrie. Potenciální energie mezi p + e. e =

Bc. Miroslava Wilczková

Symetrie molekul a stereochemie

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan

Symetrie molekul a stereochemie

Chemické repetitorium. Václav Pelouch

2. Polarita vazeb, rezonance, indukční a mezomerní

Molekuly 1 12/4/2011. Molekula definice IUPAC. Molekuly. Proč existují molekuly? Kosselův model. Představy o molekulách

Koordinační sloučeniny. Koordinační sloučeniny, dativní vazba, ligandy, názvosloví, tvary komplexů, teorie ligandového pole

Teorie Molekulových Orbitalů (MO)

Atomové jádro, elektronový obal

Born-Oppenheimerova aproximace

3) Vazba a struktura. Na zaslal(a): Lenka

Struktura elektronového obalu

Elektronový obal atomu

ATOMOVÉ JÁDRO. Nucleus Složení: Proton. Neutron 1 0 n částice bez náboje Proton + neutron = NUKLEON PROTONOVÉ číslo: celkový počet nukleonů v jádře

Přirovnání. Elektrony = obyvatelé panelového domu Kde bydlí paní Kostková? Musíme udat patro a číslo bytu.

Úvod do moderní fyziky. lekce 3 stavba a struktura atomu

Hamiltonián popisující atom vodíku ve vnějším magnetickém poli:

John Dalton Amadeo Avogadro

Od kvantové mechaniky k chemii

Chemická vazba. Molekula vodíku. Elektronová teorie. Oktetové pravidlo (Kossel, Lewis, 1916) Pevnost vazby vazebná energie.

Stavba atomu. Created with novapdf Printer ( Please register to remove this message.

Látkové množství. 6, atomů C. Přípravný kurz Chemie 07. n = N. Doporučená literatura. Látkové množství n. Avogadrova konstanta N A

Elektronový obal atomu

jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony

Anorganická chemie Odpovědi k úlohám na konci kapitol (1-9)

Orbitalová teorie. 1.KŠPA Beránek Pavel

Jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony

Diskutujte, jak široký bude pás spojený s fosforescencí versus fluorescencí. Udělejte odhad v cm -1.

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9

13 Elektronová struktura molekul

Chemická vazba. John Dalton Amadeo Avogadro

Ch - Elektronegativita, chemická vazba

SPEKTROSKOPIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

Teorie krystalového pole (ligandového)

Mgr. Jakub Janíček VY_32_INOVACE_Ch1r0118

Protonové číslo Z - udává počet protonů v jádře atomu, píše se jako index vlevo dole ke značce prvku

VÍTEJTE V MIKROSVĚTĚ

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Otázka: Periodická soustava prvků. Předmět: Chemie. Přidal(a): Claire Rye

Periodický zákon, periodická tabulka, periodicita chemických a fyzikálních vlastností prvků

Chemická vazba. Příčinou nestability atomů a jejich ochoty tvořit vazbu je jejich elektronový obal.

Momenty setrvačnosti a deviační momenty

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

02 Nevazebné interakce

molekul organických sloučenin

Průvodka. CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

ATOM. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

GAUSSŮV ZÁKON ELEKTROSTATIKY

Atomové a molekulové orbitaly Ion molekuly vodíku. Molekula vodíku Heitler-Londonovou metodou. Metoda LCAO. Báze atomových orbitalů.

Struktura atomů a molekul

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

1. Dva dlouhé přímé rovnoběžné vodiče vzdálené od sebe 0,75 cm leží kolmo k rovine obrázku 1. Vodičem 1 protéká proud o velikosti 6,5A směrem od nás.

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Kvantová mechanika - model téměř volných elektronů. model těsné vazby

9.1 Definice a rovnice kuželoseček

X = A + tu. Obr x = a 1 + tu 1 y = a 2 + tu 2, t R, y = kx + q, k, q R (6.1)

Opakování

37 MOLEKULY. Molekuly s iontovou vazbou Molekuly s kovalentní vazbou Molekulová spektra

Prostorové uspořádání molekul organických sloučenin Jaromír Literák

ATOM VODÍKU MODEL : STOJÍCÍ BODOVÉ JÁDRO A ELEKTRON VZÁJEMNĚ ELEKTROSTATICKY INTERAGUJÍCÍ SCHRÖDINGEROVA ROVNICE PRO PŘÍPAD POTENCIÁLNÍ ENERGIE.

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

4. Napjatost v bodě tělesa

2.5 Rovnováha rovinné soustavy sil

Všechno, co jste kdy chtěli vědět o maticích, ale báli jste se zeptat

1. Náhodný vektor (X, Y ) má diskrétní rozdělení s pravděpodobnostní funkcí p, kde. p(x, y) = a(x + y + 1), x, y {0, 1, 2}.

Elektrické a magnetické pole zdroje polí

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE


ORGANICKÁ CHEMIE I. Kristýna Bürglová. Katedra Organické Chemie ÚMTM (FN)

Vlastnosti. Pozor! H 3 C CH 3 H CH 3

ELEKTRONOVÝ OBAL ATOMU. kladně nabitá hmota. elektron

Transkript:

rbitaly, VSEPR Rezonanční struktury, atomové a molekulové orbitaly, hybridizace, určování tvaru molekuly pomocí teorie VSEPR, úvod do symetrie molekul, dipólový moment Zdeněk Moravec, http://z-moravec.net 16. listopadu 2017 1 / 21

Formální náboj Rozdíl mezi počtem valenčních elektronů ve volném atomu a valenčních elektronů ve vázaném atomu. Záporný náboj je umístěn na nejelektronegativnějším atomu. Součet formálních nábojů všech atomů v molekule je roven jejímu náboji. H 3 + : H: 0; : 6-5=+1 CH 3 + : H: 0; C: 4-3=+1 2 / 21

Rezonanční struktury Popisují polohu elektronů v molekulách. Vyjadřují jednotlivé limitní stavy. S S S S 3 / 21

Atomové orbitaly Funkce popisující prostorové rozložení pravděpodobnosti výskytu elektronu. rbitaly jsou popsány třemi kvantovými čísly. Hlavní kvantové číslo (n) - popisuje příslušnost orbitalu do elektronové slupky velikost orbitalu. Nabývá hodnot větších než 0. Vedlejší kvantové číslo (l) - popisuje tvar orbitalu. Často se používá označení pomocí písmen: s, p, d, f, g, h,... Nabývá hodnot v intervalu < 0, n 1 >. Magnetické kvantové číslo (m) - popisuje prostorovou orientaci orbitalu. Nabývá hodnot v intervalu < l; l >. Spinové kvantové číslo (s) - nepopisuje orbital, ale spin elektronu v orbitalu. Nabývá hodnot ± 1. 2 Nodální rovina - rovina, kde je pravděpodobnost výskytu elektronu nulová, vlnová funkce orbitalu mění při průchodu touto rovinou znaménko. 1 www.chemguide.co.uk/atoms/properties/atomorbs.html 4 / 21

Atomové orbitaly rbital s - kulově symetrický, magnetické číslo je vždy rovno 0. Tyto orbitaly mají n 1 kulových nodálních ploch. rbital p - středově symetrický tvar, skládající se ze dvou laloků. V místě spojení laloků je nodální plocha, kde vlnová funkce popisující orbital mění znaménko. Magnetické kvantové číslo pro orbital p nabývá hodnot: -1, 0, 1. rbital d - existuje pět typů orbitalů d, tři meziosé, jejichž laloky leží mezi osami souřadného systému - d xy, d xz a d zy. rbital d x 2 y 2 má čtyři laloky umístěné v osách x a y. Poslední orbital, d z 2 má dva laloky umístěné v ose z a prstenec, ležící v rovině xy. 5 / 21

Atomové orbitaly rbital f - existuje sedm degenerovaných orbitalů typu f. Tyto orbitaly jsou obsazovány elektrony až u vnitřně přechodných prvků. https://commons.wikimedia.org/wiki/file:f_orbital.png Autor: A2569875 6 / 21

Molekulové orbitaly Teorie LCA-M - Linear Combination of Atomic rbitals - Molecular rbital. Molekulové orbitaly vznikají lineární kombinací atomových orbitalů. Kombinací dvou A vznikají dva M - vazebný a protivazebný. Protivazebné orbitaly se označují hvězdičkou, např. σ. Aby byl překryv úspěšný musí mít vlnové funkce orbitalů v místě překryvu stejná znaménka. Protivazebný orbital má o jednu nodální plochu více než vazebný a pokud je obsazen elektronovým párem, snižuje řád vazby o jedna. bsazený vazebný orbital naopak řád vazby zvyšuje. Vazba σ - vzniká osovým překryvem orbitalů. Vazba π - vzniká bočným překryvem orbitalů, je přítomna v násobných vazbách. Vazba δ - vzniká překryvem všech čtyř laloků d-orbitalu, je přítomna ve čtverné vazbě např. v [Re 2 Cl 8 ] 2. 1 Molecular rbital Theory 7 / 21

Molekulové orbitaly Molekulové orbitaly v 2 Zdroj: https://commons.wikimedia.org/ Autor: Tem5psu 8 / 21

Řád vazby Řád vazby popisuje počet elektronových párů, které tvoří vazbu mezi atomy. Lze jej odvodit z Lewisovského vzorce molekuly nebo z diagramu M. H H C Řád vazby lze spočítat z počtu elektronů ve vazebných a protivazebných orbitalech. RV = vazebne elektrony protivazebne elektrony 2 Neobsazené molekulové orbitaly neovlivňují ani řád vazby, ani energii systému. 9 / 21

Hybridizace Hybridizace atomových orbitalů proces energetického mísení a směrového vyrovnání atomových orbitalů daného atomu Počet hybridních orbitalů odpovídá počtu mísených atomových orbitalů Hybridizace sp sp 2 sp 3 d 2 sp 3 dsp 2 dsp 3 Geometrie molekuly lineární rovnostranný trojúhelník tetraedr oktaedr čtverec trigonální bipyramida čtvercová pyramida 1 Valence Bond Theory and Hybrid Atomic rbitals 10 / 21

VSEPR Valence Shell Electron Pair Repulsion Tvar molekuly určíme na základě rozmístění elektronových párů v okoĺı centrálního atomu tak, aby jejich vzájemné odpuzování bylo co nejmenší. Tento model je vhodný převážně pro sloučeniny nepřechodných prvků. Uvažujeme pouze nevazebné elektronové páry - n a vazebné elektronové páry σ. Základní pravidla VSEPRu 1. Elektronové páry centrálního atomu se v prostoru rozmístí tak, aby byly co nejdále od sebe a měly minimální energii. 2. Nevazebný elektronový pár odpuzuje ostatní elektronové páry nejvíce, odpuzování vazebných elektronových párů je slabší a klesá v pořadí trojná vazba > dvojná vazba > jednoduchá vazba. 3. Tvar molekuly je dán pouze polohou vazebných elektronových párů. 1 Teorie VSEPR 11 / 21

VSEPR Výchozí tvary Počet elektronových párů Tvar 2 lineární X A X 3 trojúhelník 4 tetraedr 12 / 21

VSEPR Výchozí tvary Počet elektronových párů Tvar 5 trigonální bipyramida 6 oktaedr 13 / 21

VSEPR Dva elektronové páry na centrálním atomu Pokud centrální atom (A) nese dva elektronové páry, je tvar molekuly vždy lineární. Pokud jsou oba vazebné (X), označujeme molekulu jako AX 2, pokud je jeden nevazebný (E), označení je AXE. AX 2 X A X Tvar: lineární; XAX = 180 ; Příklad: C 2, BeF 2 AXE E A X Tvar: lineární; EAX = 180 ; Příklad: C 14 / 21

VSEPR Tři elektronové páry na centrálním atomu AX 3 Tvar: rovnostranný trojúhelník; XAX = 120 Příklad: BCl 3 15 / 21

VSEPR Tři elektronové páry na centrálním atomu AX 2 E Tvar: lomený; XAX < 120 Příklad: S 2 AXE 2 Tvar: lineární; Příklad: 2 16 / 21

VSEPR Čtyři elektronové páry na centrálním atomu AX 4 AX 3 E AX 2 E 2 Tvar: tetraedr trigonální pyramida lomený XAX = 109.5 XAX < 109.5 XAX << 109.5 Příklad: S 2 4 PH 3 SeBr 2 17 / 21

VSEPR Pět elektronových párů na centrálním atomu AX 5 AX 4 E AX 3 E 2 AX 2 E 3 Tvar: trigonální houpačka tvar T lineární bipyramida XAX = 90 a 120 XAX < 90 a < 120 XAX = 90 XAX = 180 Příklad: AsF 5 SeH 4 ICl 3 BrF 2 18 / 21

VSEPR Šest elektronových párů na centrálním atomu AX 6 AX 5 E AX 4 E 2 Tvar: oktaedr čtvercová pyramida čtverec XAX = 90 XAX < 90 XAX = 90 Příklad: SF 6 IF 5 XeF 4 19 / 21

Symetrie molekul perace symetrie - geometrická operace, jejímž provedením dostaneme objekt do polohy nerozlišitelné od výchozí. Prvek symetrie - body, jejichž poloha se v průběhu provádění operace symetrie nemění. U molekul existuje pět prvků symetrie. perace symetrie Symbol Prvek symetrie Identita E Celý objekt Rotace C n Rotační osa Zrcadlení σ Rovina symetrie Inverze i Střed symetrie Nevlastní osa S n Rotačně-reflexní osa 20 / 21

Dipólový moment Vektor popisující rozložení elektrického náboje v molekule. Výsledný dipólmoment získáme vektorovým součtem dipólmomentů jednotlivých vazeb. H H 21 / 21