Χημικοί Χημικ σμ σμ & Μοριακά Τροχιακά

Σχετικά έγγραφα
Χημικοί Χημικ σμ σμ & Μοριακά Τροχιακά

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Ασκήσεις. Γράψτε μια δομή Lewis για καθένα από τα παρακάτω μόρια και βρείτε τα τυπικά φορτία των ατόμων. (α) CΟ (β) ΗΝO 3 (γ) ClΟ 3 (δ) ΡΟCl 3

Μάθημα 21 ο. Το σχήμα των μορίων. Θεωρία VSEPR. Θεωρία Δεσμού Σθένους- Υβριδισμός

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 5 η : Ομοιοπολικοί δεσμοί & μοριακή δομή. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

ΧΗΜΙΚΟΣ ΕΣΜΟΣ ΙΙ : ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΟΥ ΕΣΜΟΥ

Γεωμετρία Μορίων Θεωρία VSEPR

Μοριακή Γεωμετρία Πολικότητα των Μορίων. Εισαγωγική Χημεία

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ

ΧΗΜΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ Ι: Ο ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΚΑΙ ΜΙΑ ΠΡΩΤΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΟΥ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΥ ΔΕΣΜΟΥ. Παππάς Χρήστος Επίκουρος Καθηγητής

Ομοιοπολικός εσμός Θεωρία Lewis

Γιατί ο σχηματισμός του CΗ 4 δεν μπορεί να ερμηνευθεί βάσει της διεγερμένης κατάστασης του ατόμου C;

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ Ή ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ

Μοριακή δομή Ο2 σύμφωνα με VB διαμαγνητικό

Ιοντικός Δεσμός Πολωσιμότητα ιόντος Κανόνες Fajans

Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός. Όλα τα Θέματα της Τράπεζας στη Χημεία που σχετίζονται με το Χημικό Δεσμό

7. Μοριακή Γεωμετρία και Θεωρία του Χημικού Δεσμού

ΘΕΩΡΙΑ ΔΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣ ΘΕΩΡΙΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή

ΑΤΟΜΙΚΑ ΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ

Μάθημα 20 ο. Το σχήμα των μορίων

7 ο Κεφάλαιο Οργανική Χημεία. Δ. Παπαδόπουλος, χημικός

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί

Κεφάλαιο 2 Ο Χημικός Δεσμός

Σχ. 1: Τυπική μορφή μοριακού δυναμικού.

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 7: Μοριακή γεωμετρία. Τόλης Ευάγγελος

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

ΧΗΜΕΙΑ» ΣΟΥΠΙΩΝΗ ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΜΑΘΗΜΑ: «ΓΕΝΙΚΗ. Διδάσκουσα: ΣΟΥΠΙΩΝΗ Α ΕΞΑΜΗΝΟ (ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ)

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Χημικός Δεσμός. Φώτης Καρβέλης

2.3 Είδη χημικών δεσμών: Ιοντικός ομοιοπολικός δοτικός ομοιοπολικός δεσμός.

Κεφάλαιο 1 Χημικός δεσμός

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

κυματικής συνάρτησης (Ψ) κυματική συνάρτηση

Θεωρία δεσµού σθένους - Υβριδισµός. Αντιδράσεις προσθήκης Αντιδράσεις απόσπασης. Αντιδράσεις υποκατάστασης Πολυµερισµός

Μια πρόταση παρουσίασης με

Μοριακά Πρότυπα (Μοντέλα)

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Μοριακή Δομή Ι Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

7 ο Κεφάλαιο Οργανική Χημεία. Δ. Παπαδόπουλος, χημικός

και να υπολογίσετε την ενωτική ενέργεια του κρυσταλλικού πλέγματος του. ίνονται: Ενθαλπία σχηματισμού SrCl 2

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 8: Η θεωρία δεσμού σθένους. Τόλης Ευάγγελος

ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α A1. Ποιο από τα επόμενα άτομα έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα; α. 11 Na β. 12 Mg γ. 14 Si δ.

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

5. Χημικός εσμός ΙI: Κβαντομηχανική Θεώρηση

Ομοιοπολικός Δεσμός. Ασκήσεις

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ A ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίνος Ιωάννου, Σταυρούλα Γκιτάκου

Ca. Να μεταφέρετε στην κόλλα σας συμπληρωμένο τον παρακάτω πίνακα που αναφέρεται στο άτομο του ασβεστίου: ΣΤΙΒΑΔΕΣ νετρόνια K L M N Ca 2

Ερωτήσεις στο 2o κεφάλαιο από τράπεζα θεμάτων. Περιοδικός πίνακας. Σταυρακαντωνάκης Γιώργος Λύκειο Γαζίου Page 1

Οι δομές, οι οποίες δεν περιέχουν τυπικά φορτία υψηλά (δηλαδή είναι 2) είναι:

Gilbert Newton Lewis, USA, Συμβολή στην ανάπτυξη της θεωρίας του χημικού δεσμού 1

Μάθημα 22 ο. Θεωρία Δεσμού Σθένους- Υβριδισμός

Θεωρία του δεσμού σθένους

Ενέργεια Δεσμoύ Ισχύς των Δεσμών. Εισαγωγική Χημεία

Οργανική Χημεία 24 4

ΠΩΣ ΙΑΤΑΣΣΟΝΤΑΙ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ΣΤΗΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΣΤΙΒΑ Α

ΘΕΩΡΙΑ ΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣ (Valence bond theory) Οιβασικές αρχές της θεωρίας δεσµού σθένους είναι:

Ερωτήσεις Σωστού Λάθους

6. ιαμοριακές δυνάμεις

Δεσμικότητα των οργανικών ενώσεων: Σχηματισμός δεσμών για τη. Ιοντικός χαρακτήρας δεσμών. Οι ιοντικοί δεσμοί στα άλατα είναι αποτέλεσμα μεταφοράς e

Κεφάλαιο 9. Ιοντικός και Ομοιοπολικός Δεσμός

1 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ (ΕΙΣΑΓΩΓΗ)

ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ. Να δίδουν τον ορισμό του χημικού δεσμού. Να γνωρίζουν τα είδη των δεσμών. Να εξηγούν το σχηματισμό του ιοντικού ομοιοπολικού δεσμού.

Οργανική Χημεία. Κεφάλαιο 1: Δομή και δεσμοί

Όλα τα Θέματα της Τράπεζας στη Χημεία που σχετίζονται με το Χημικό Δεσμό

Μετά το τέλος της μελέτης του 2ου κεφαλαίου, ο μαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση: Να γνωρίζει τα βασικά σημεία του ατομικού προτύπου του Bohr.

Δομή και δεσμικότητα των οργανικών ενώσεων. Αδαμαντοειδή: πενταμαντάνιο

(Από το βιβλίο Γενική Χημεία των Ebbing, D. D., Gammon, S. D., Εκδόσεις Παπασωτηρίου )

ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣ

Κατανομή μετάλλων και αμετάλλων στον Π.Π.


ΙΑΜΟΡΙΑΚΕΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΙΟΝΤΩΝ

Μοριακή δομή. Απλοϊκή εικόνα του μορίου του νερού. Ηλεκτρονιακοί τύποι κατά Lewis. Δημόκριτος π.χ.

5. Να βρείτε τον ατομικό αριθμό του 2ου μέλους της ομάδας των αλογόνων και να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή του.

Μέρος ΙΙ. Θεωρητική υποδομή για την κατανόηση των αντιδράσεων της Οργανικής Χημείας

ηλεκτρονιακές Κατανοµή

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΙΟΝΤΙΚΟΣ Η ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ (ΙΟΝΙC BOND)

1o Kριτήριο Αξιολόγησης

Γενική & Ανόργανη Χημεία

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 2 Α

1.15 Ο δεσμός στο μεθάνιο και ο υβριδισμός τροχιακού

2.1 Ηλεκτρονική δοµή των ατόµων

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 9: Υβριδισμός. Τόλης Ευάγγελος

ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΟΔΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΙΟΝΤΙΣΜΟΥ

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ενότητα 11 Διατομικά Μόρια Δημήτρης Κονταρίδης Αναπληρωτής Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

Εξαιρέσεις στις ηλεκτρονιακές διαμορφώσεις

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 5: Ιοντικός δεσμός. Τόλης Ευάγγελος

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 12: Διαμοριακές δυνάμεις. Τόλης Ευάγγελος

Μάθημα 10 ο. Ο Περιοδικός Πίνακας και ο Νόμος της Περιοδικότητας. Μέγεθος ατόμων Ενέργεια Ιοντισμού Ηλεκτρονιακή συγγένεια Ηλεκτραρνητικότητα

Κεφάλαιο 4 Καταστάσεις της Ύλης: Αέρια, Υγρά και Στερεά

ΘΕΜΑ 1 ο 1. Πόσα ηλεκτρόνια στη θεµελιώδη κατάσταση του στοιχείου 18 Ar έχουν. 2. Ο µέγιστος αριθµός των ηλεκτρονίων που είναι δυνατόν να υπάρχουν

Άτομο: Η μικρότερη μονάδα ενός στοιχείου που διατηρεί τις χημικές του ιδιότητες

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

Περίληψη 1 ου Κεφαλαίου

Transcript:

Χημικοί δεσμοί & Μοριακά Τροχιακά

Χημικός δεσμός είναι η δύναμη που συγκρατεί τα άτομα (ήάλλ άλλες δομικές μονάδες της ύλης, π.χ ιόντα) ) ενωμένα μεταξύ τους. Δημιουργείται, όταν οι δομικές μονάδες της ύλης πλησιάσουν αρκετά, ώστε οι ελκτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ τους (π.χ μεταξύ πυρήνα του ενός και ηλεκτρονίων του άλλου), να υπερβούν τις απωστικές (π.χ μεταξύ πυρήνων) Ο χημικός δεσμός αναφέρεται στον τρόπο με τον οποίο 2 άτομα ενώνονται προκειμένου να σχηματίσουν μια χημική ένωση. 2

Γιατί τα άτομα των στοιχείων ενώνονται με άτομα των ίδιων ή άλλων στοιχείων και φτιάχνουν Χημικούς δεσμούς; Η δημιουργία του Χημικού δεσμού οδηγεί το σύστημα σε χαμηλότερη ενέργεια, ε το κάνει δηλαδή σταθερότερο. 3

Τα ευγενή αέρια που έχουν συμπληρωμένη την εξωτερική τους στοιβάδα με 8 ηλεκτρόνια (το He την Κ με 2) βρίσκονται σε μια πολύ σταθερή ενεργειακή κατάσταση. Έτσι, τα άτομα των στοιχείων συνδέονται μεταξύ τους, αποβάλλοντας ή προσλαμβάνοντας ή συνεισφέροντας ηλεκτρόνια ώστε να αποκτήσουν δομή ευγενών αερίων (κανόνας των οκτάδων) 4

Κλασσικές θεωρίες περί χημικών δεσμών 5

Οι δεσμοί των ατόμων γίνονται μέσω των ηλεκτρονίων σθένους, δηλαδή των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στοιβάδας. ηλεκτρόνιο σθένους Ηλεκτρόνια σθένους των οκτώ κύριων ομάδων του Περιοδικού Πίνακα ομάδων του Περιοδικού Πίνακα Σημειώνεται ε ότι τα ηλεκτρόνια μέχρι 4 είναι μονήρη, εώαό ενώ από τα α55 και πάνω σχηματίζουν ζεύγη. Τα στοιχεία των ΙΑ, ΙΙΑ και ΙΙΙΑ έχουν την τάση να δίνουν 1, 2 ή 3 ηλεκτρόνια αντίστοιχα, ενώ τα στοιχεία των VA, VIA και VIIA, έχουν την τάση να παίρνουν3, 2 ή 1 ηλεκτρόνια αντίστοιχα. 6

Μια άλλη παράμετρος που καθορίζει την συμπεριφορά των στοιχείων είναι το μέγεθος του ατόμου (ατομική ακτίνα) Όσο πιο μικρό είναι ένα άτομο, τόσο πιο δύσκολα χάνει ηλεκτρόνια και τόσο πιο εύκολα παίρνει. Αντίθετα όσο πιο μεγάλο είναι ένα άτομο, τόσο πιο εύκολα χάνει ηλεκτρόνια και τόσο πιο δύσκολα παίρνει. 7

Ετεροπολικός ή Ιοντικός Δεσμός Προκύπτει διά μεταφοράς e (max 3e ) από ένα στοιχείο σε άλλο, υπό σύγχρονο σχηματισμό ιόντων, τα οποία λόγω του ηλεκτρικού φορτίου ενώνονται με δυνάμεις ηλεκτροστατικής φύσεως 8

Ομοιοπολικός Δεσμός Προκύπτει δι αμοιβαίας συνεισφοράς e μεταξύ 2 ατόμων ομοίων ή ανομοίων με δημιουργία ενός κοινού ζεύγους e το οποίο συγκρατεί τα 2 άτομα μεταξύ τους.

Ομοιοπολικός Δεσμός (Α) Μη πολικός ομοιοπολικός δεσμός. Δημιουργείται μεταξύ ομοίων ατόμων πχ. μεταξύ 2 Cl, Η κοκ Η Η (Β) Πολικός ομοιοπολικός δεσμός. Δημιουργείται μεταξύ ανομοίων ατόμων, π.χ. HF (+) ( ) Η F Εμφανίζεται όταν τα άτομα που ενώνονται με ομοιοπολικό δεσμό είναι διαφορετικά και τότε το μόριο εμφανίζεται σαν δίπολο διότι έχουμε ανομοιόμορφη κατανομή του κοινού ζεύγους των ηλεκτρονίων.

Ηλεκτραρνητικότητα Ηλεκτραρνητικότητα στοιχείου ονομάζεται η τάση του ατόμου του στοιχείου να έλκει το ζεύγος e ενός δεσμού, όταν αυτό συμμετέχει στο σχηματισμό μ πολυατομικών συγκροτημάτων. 11

Αν τα άτομα που σχηματίζουν τον ομοιοπολικό δεσμό είναι άτομα διαφορετικών στοιχείων, τότε το κοινό ζεύγος των ηλεκτρονίων έλκεται περισσότερο από το ηλεκτραρνητικότερο άο άτομο. οτότε το μόριο πολώνεται και αποκτά στοιχειώδες θετικό και αρνητικό φορτίο. Στην περίπτωση αυτή ο δεσμός ονομάζεται ομοιοπολικός πολικός (πολωμένος) 12

Ομοιοπολικοί δεσμοί 13

Φυσικές ιδιότητες ενώσεων με βάση το είδος του δεσμού

Ομοιοπολικός / Ετεροπολικός δεσμός

Ημιπολικός Δεσμός Προκύπτει όταν το ένα απο τα 2 συνδεόμενα μέρη ή συγκροτήματα ατόμων προσφέρει το κοινό ζεύγος e Η 3 Ν: BF 3

Μεταλλικός Δεσμός Προκύπτει από τις ελκτικές δυνάμεις μεταξύ του κοινού ηλεκτρονιακού νέφους που καλύπτει όλα τα κατιόντα του κρυσταλλικού πλέγματος, υπό την παραδοχή ότι τα δομικά στοιχεία του κρυσταλλικού πλέγματος δεν είναι άτομα αλλά τα ιόντα του μετάλλου και ότι τα e που αποσπάστηκαν κυκλοφορούν ελεύθερα στο πλέγμα και ανήκουν σε όλα τα κατιόντα

Δυνάμεις Van der Waals Ασθενείς ηλεκτροστατικές δυνάμεις, κυρίως ελκτικές, που αναπτύσσονται μεταξύ μορίων και έχουν ισχύ περίπου το 1/10 του ομοιοπολικού ύδεσμού ύ(3 7 kcal/mol). l) Δρουν προς όλες τις κατευθύνσεις και διαδραματίζουν πολύ σημαντικό βιοχημικό ρόλο Διακρίνονται σε 4 είδη

Δυνάμεις Van der Waals 1ο είδος: Ελκτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται όταν πολικά μόρια σε τυχαία κίνηση προσανατολισθούν με τον αρνητικό τους πόλο προς το θετικό του άλλου μορίου 2ο είδος δυνάμεις επαγωγής: γής Ελκτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ ενός διπόλου μορίου και ενός μη διπόλου που μετατράπηκε σε δίπολο εξ επαγωγής 3ο είδος δυνάμεις London, δυνάμεις διασποράς: Ελκτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ μη πολικών ατόμων ή μορίων λόγω τυχαίας τοπικής διακύμανσης του ηλεκτρονικού νέφους που έχει ως αποτέλεσμα τη στιγμιαία δημιουργία διπόλου και διπόλων εξ επαγωγής 4ο είδος: Απωστικές δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρονικών νεφών 2 ατομικών τροχιακών όταν αυτά πλησιάζουν και αρχίζουν να επικαλύπτονται προς τη δημιουργία μοριακών τροχιακών. Αντίστοιχα στα ΑΟ

3ο είδος Δυνάμεις London ή δυνάμεις διασποράς Βάσει αυτών των δυνάμεων εξηγούνται φαινόμενα όπως: 1. Η αύξηση του ΣΖ & ΣΤ αναλόγων ουσιών με την αύξηση του ΜΒ, όπως πχ των ευγενών αερίων. Αυτό εξηγείται λόγω της αύξησης της ατομικής ακτίνας ούτως ώστε σε ένα μεγαλύτερο ηλεκτρονικό νέφος να είναι πιο εύκολη η τοπική διακύμανση αυτού 2. Η διαλυτοποίηση μη πολικών ουσιών σε μη πολικούς διαλύτες 3. Η μη διαλυτοποίηση μη πολικών ουσιών σε πολικούς διαλύτες οι ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των πολικών μορίων είναι ισχυρότερες αυτών που δυνητικά θα δημιουργηθούν μεταξύ πολικών και μη πολικών...

Δεσμοί Υδρογόνου Ηλεκτροστατικές δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ ενός μονήρους ζεύγους e ενός ισχυρά ηλεκτραρνητικού ατόμου F, O, N και ενός ατόμου Η το οποίο συνδέεται ομοιοπολικά με ένα ηλεκτραρνητικό στοιχείο. Έχει ως αποτέλεσμα την απογύμνωση του ατόμου Η από ηλεκτρονικό νέφος & έχει ισχύ 1/10 του ομοιοπολικού δεσμού. Διακρίνεται σε ενδομοριακό και διαμοριακό δη.

Βιολογική σημασία δεσμού υδρογόνου max πυκνότητα στους 4 ο C και όχι στους 0 o C Ο πάγος πιο ελαφρύς από το νερό

Σύγχρονες θεωρίες περί χημικών δεσμών 23

Valence shell electron pair repulsion model (VSΕRP) Θεωρία άπωσης ηλεκτρονιακών ζευγών στοιβάδας σθένους ΣΤΟΧΟΣ: Περιγραφή σχήματος (γεωμετρίας) μορίων/πολυατομικών ιόντων Δεν δίνει πληροφορίες για μήκη δεσμών, παρουσία διπλών δεσμών Χρησιμοποιεί στερεοχημικούς και ηλεκτρονικούς τύπους προκειμένου να περιγράψει το σχήμα των μορίων, δηλ το πώς διευθετούνται στο χώρο τα άτομα μέσα σε ένα μόριο Βασίζεται στους ακόλουθους κανόνες: 1. Αρχή διευθέτησης Τα ζεύγη e στη στοιβάδα σθένους διευθετούνται έτσι ώστε να υπάρχουν οι ελάχιστες απώσεις μεταξύ τους (μακρύτερα) 2. Κανόνες στερεοχημείας Η τοποθέτηση των ατόμων και ασυζεύκτων ζευγών e γίνεται κατά τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει η ελάχιστη στερεοχημική παρεμπόδιση

Valence shell electron pair repulsion theory (VSERP) Τα e σθένους στα μόρια υπάρχουν κατά ζεύγη τα οποία και απωθούνται. Η σχετική ισχύς της απώθησης που προκαλούν τα ζεύγη e είναι: Απώθηση μεταξύ: 2 μη δεσμικών ζευγών > ενός δεσμικού και ενός μη δεσμικού ζεύγους > 2 δεσμικών ζευγών Το σχήμα του μορίου καθορίζεται από τον αριθμό των δεσμικών ζευγών e και τη γεωμετρική τους διευθέτηση γύρω από το κεντρικό άτομο Τα ζεύγη e είναι τοποθετημένα γύρω από το κεντρικό άτομο με γεωμετρική διευθέτηση που δίνει την ελάχιστη άπωση. Τα μη δεσμικά ζεύγη τοποθετούνται μακριά αφενός το ένα από το άλλο και αφετέρου από τα δεσμικά ζεύγη Η πολικότητα του μορίου εξαρτάται από την πολικότητα των δεσμών που περιλαμβάνει

Μερικές κοινές γεωμετρίες μορίων Τα μόρια υιοθετούν ούν τοσχήμα που ελαχιστοποιεί τις απώσεις μεταξύ ηλεκτρονικών ζευγών Γραμμικό Επίπεδο τριγωνικό Τετραεδρικό

VSEPR ΑΒ 2 ΑΒ 3 ΑΒ 4 ΑΒ 5 ΑΒ 6

Παραδείγματα: Δομή H 2 O βάσει VSEPR H O H 2 δεσμοί & 2 ασύζευκτα ζέυγη Η γεωμετρία βάσει ζευγών e τετραεδρική Μοριακή γεωμετρία ετρία κεκαμμένη

Παραδείγματα: Δομή NH 3 βάσει VSEPR Η γεωμετρία βάσει ζευγών e τετραεδρική H N H H lone pair of electrons in tetrahedral positio τριγωνική διπυραμίδα

Θεωρία Δεσμού Σθένους Valence Bond theory (VBT) Ο χημικός δεσμός μεταξύ 2 ή περισσότερων ατόμων προκύπτει με επικάλυψη (overlaping) 2 ή περισσότερων ατομικών τροχιακών (Αtomic Οrbital, AO)

Θεωρία Δεσμού Σθένους Valence Bondtheory (VBT) 1. Ο χημικός δεσμός μεταξύ ξύ22 ή περισσότερων ατόμων προκύπτει με επικάλυψη (overlaping) 2 ή περισσότερων ατομικών τροχιακών (Αtomic Οrbital, AO) 2. Όσο μεγαλύτερη η επικάλυψη τόσο ισχυρότερος δεσμός 3. Ανάλογα με τον τρόπο επικάλυψης και το είδος των ατομικών τροχιακών προκύπτουν σ, π, δ δεσμοί (α) μεταξύ 2 ατόμων υπάρχει μόνο ένας σ δεσμός (β) κάθε ΑΟ περιέχει 1 e (γ) επικάλυψη κατά άξονα αποδίδει σ δεσμούς. Ο δεσμός προκύπτει μεταξύ s & s, p, d AO, p & p, d AO, d & d AO (δ) επικάλυψη κατά παράλληλο άξονα αποδίδει π δεσμούς. Ο δεσμός προκύπτει μεταξύ p & p AO, d & d AO (ε) επικάλυψη 2 d ΑΟ και με τους 4 λοβούς αποδίδει δ (στ) δεν γίνεται επικάλυψη μεταξύ ΑΟ με κάθετους άξονες μεταξύ τους

Παραδείγματα επικάλυψης τροχιακών για δημιουργία σ δεσμού

Βe: Υβριδισμός

sp υβριδικά τροχιακά

VBT Υβριδισμός Υβριδισμός είναι η ανάμιξη ατομικών τροχιακών ενός μεμονωμένου ατόμου με αποτέλεσμα τη δημιουργία νέων τροχιακών στο άτομο αυτό υβρίδια, φ τα οποία είναι τόσα σε αριθμό όσα τα ΑΟ από τα οποία προήλθαν και με ενέργεια ενδιάμεση των ΑΟ Συνήθως τα υβρίδια αποτελούνται από 2 6 «λοβούς» υβριδισμένων τροχιακών Κάθε υβριδισμένο τροχιακό μπορεί να φέρει έως 2e Μαθηματική ερμηνεία: συνδυασμός κβαντικών εξισώσεων Ενεργειακή ερμηνεία: ανάμιξη τροχιακών διαφορετικής ενέργειας και παραγωγή νέων ενδιάμεσης ενέργειας Ένα άτομο μπορεί να σχηματίζει υβρίδια ενός ή και περισσοτέρων ειδών π.χ. C

sp 2 sp 3

VBT Υβριδισμός Σχήματα και είδη υβριδίων sp Γραμμικός υβριδισμός sp 2 Τριγωνικός υβριδισμός sp 3 Τετραεδρικός υβριδισμός sp 3 d Τριγωνικός διπυραμιδικός υβριδισμός sp 3 d 2 Οκταεδρικός υβριδισμός

Υβριδισμός Παραδείγματα σχηματισμού μορίων CH 4 Όταν ο C συνδέεται με 4 άλλα άτομα,, υβριδοποιεί τα 2s & 2p ΑΟ,, για να κατασκευάσει 4 νέα sp3 υβριδικά τροχιακά Το σχήμα των sp3 τροχιακών είναι μεταξύ 2s/2p. Κυριαρχεί ένα μεγάλος λοβός Τα νέα sp 3 τροχιακά είναι εκφυλισμένα

Υβριδισμός Παραδείγματα σχηματισμού μορίων CH 2 =CH 2 H H C C H H

CH2=CH2

Υβριδισμός Παραδείγματα σχηματισμού μορίων CO 2 sp υβριδισμός O C O

CH=CH

Molecular Orbitals Theory Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟΤ) Γιατί Κάποιες ενώσεις έχουν χρώμα και άλλες όχι Συντονισμός Τα e δεν αντιμετωπίζονται ως εντοπισμένα μεταξύ των πυρήνων των ατόμων που δημιουργούν δεσμό, αλλά ως απεντοπισμένα σε ολόκληρο το μόριο Για να λάβουμε τη θεμελιώδη κατάσταση ενός μορίου τοποθετούμε τα e στα χαμηλότερης ενέργειας ΜΟ ακολουθώντας την απαγορευτική αρχή Pauli

Molecular Orbitals Theory Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟΤ) Ο χημικός δεσμός προκύπτει με συγχώνευση ΑΟ, με αποτέλεσμα τη δημιουργία νέων κοινών μοριακών τροχιακών (ΜΟ) για τα 2 άτομα Από τη συγχώνευση 2 ΑΟ προκύπτουν 2 ΜΟ καθένα από τα οποία φέρει έως 2e. Το ένα ΜΟ είναι δεσμικό (bonding, BMO) με το ηλεκτρονικό νέφος μεταξύ των πυρήνων. Το δεύτερο ΜΟ είναι αντιδεσμικό (antibonding, ΑBMO, *) με το ηλεκτρονικό νέφος εκτός των πυρήνων και με μεγαλύτερη ενέργεια. E

σ ss

σpp

πpp

Ποιά τροχιακά αλληλεπιδρούν για να σχηματίσουν ΜΟ Η ισχύς της αλληλεπίδρασης μεταξύ των τροχιακών καθορίζεται από 2 παράγοντες: 1. Διαφορά ενέργειας μεταξύ των αλληλεπιδρώντων τροχιακών παρόμοιες ενέργειες ευνοούν την αλληλεπίδραση 2. Έκταση της επικάλυψης απαιτείται μεγάλη επικάλυψη

Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟΤ) O σχηματισμός των ΜΟ γίνεται με βάση τους ακόλουθους κανόνες Τα e καταλαμβάνουν πρώτα τα ΜΟ με χαμηλότερη ενέργεια Σε κάθε ΜΟ υπάρχουν μέχρι 2 e Τα ΜΟ με την ίδια ενέργεια καταλαμβάνονται πρώτα από μονήρη e και αφότου συμπληρωθούν όλα από ένα e τότε καταλαμβάνονται από ζεύγη με αντιπαράλληλο spin Η τοποθέτηση των e στα ΜΟ γίνεται βάσει του ακόλουθου διαγράμματος σ 1s < σ* 1s < σ 2s < σ* 2s < π 2pψ = π 2pΖ < σ 2pχ < π* 2pψ = π* 2pΖ < σ* 2pχ E

Ν 2 σ1s < σ*1s < σ2s < σ*2s < π2p ψ = π2p Ζ < σ2p χ < π*2p ψ = π*2p Ζ < σ*2p χ

Ν 2 Ο 2 σ1s < σ*1s < σ2s < σ*2s < π2p ψ = π2p Ζ < σ2p χ < π*2p ψ = π*2p Ζ < σ*2p χ

σ1s < σ*1s < σ2s < σ*2s < π2pψ= π2pζ < σ2pχ < π*2pψ= π*2pζ < σ*2pχ

Ηλεκτρονικές δομές διατομικών μορίων στοιχείων της 2 ης περιόδου

Τάξη δεσμού Η τάξη δεσμού σχετίζεται με την ισχύ και το μήκος δεσμού. Τάξη δεσμού 1 αντιστοιχεί σε απλό δεσμό. Δεκαδικές τιμές είναι επίσης πιθανές. Τάξη δεσμού = (# (# δεσμικών e ) (# αντιδεσμικών e ) 2 2

Συντονισμός.