TEORIJA VALENTNE VEZE Kovalentna veza nastaje preklapanjem atomskih orbitala valentnih elektrona, pri čemu je region preklapanja između dva jezgra okupiran parom elektrona. - Nastalu kovalentnu vezu opisuje nova talasna funkcija ψ. - U atomskim orbitalama koje se preklapaju nalaze se elektroni suprotnog spina. - Što je veće preklapanje orbitala, veza je jača.
σ-veza nastaje preklapanjem atomskih orbitala duž ose koja prolazi kroz dva jezgra atoma. H 2 s + s σ s F 2 p + p σ p HF s + p σ sp
π-veza nastaje bočnim preklapanjem atomskih orbitala. Ova veza nastaje tek pošto nastane σ-veza. Region preklapanja je iznad i ispod međunuklearne ose. p + p π p Nastaje preklapanjem: p-orbitale i p-orbitale p-orbitale i d-orbitale d-orbitale i d-orbitale
izolovani atom Be 1s 2s 2p ( ) ( ) ( )( )( ) izolovani atom B ( ) ( ) ( )( )( ) izolovani atom C ( ) ( ) ( )( )( ) Poznata jedinjenja: BeF 2, BF 3, CH 4 Nespareni elektroni HIBRIDIZACIJA Kombinovanjem atomskih orbitala u trenutku nastajanja molekula nastaje jednak broj hibridnih, degenerisanih orbitala.
Nastajanje sp-hibridnih orbitala (sp-hibridizacija) Pojednostavljen izgled sp-orbitala hibridizacija Efikasnije se preklapaju pri formiranju kovalentne veze u odnosu na s ili p-orbitale. Bolje preklapanje jača kovalentna veza. Pored s- i p-orbitala u hibridizaciji mogu učestvovati i d-orbitale nižeg ili istog kvantnog nivoa. BROJ HIBRIDNIH ORBITALA = BROJ σ-veza + BROJ SLOBODNIH EL. PAROVA
Primer molekula sa sp-hibridnim orbitalama BeCl 2 : Cl Be Cl : : : : : pobuđivanje e i hibridizacija 4Be: [He]2s 2 2p y prazna 2p z prazna Dve atomske Dve hibridne sp jedan e sp jedan e preklapanje orbitala
Primer molekula sa sp 2 -hibridnim orbitalama BF 3 : F F : B : : : F: : : : pobuđivanje e i hibridizacija Hibridizovani atom B 5B: [He]2s 2 2p 1 Tri atomske Tri hibridne preklapanje orbitala
Primer molekula sa sp 3 -hibridnim orbitalama CH 4 6C: [He]2s 2 2p 2 pobuđivanje e i hibridizacija Hibridizovani atom Ç Četiri atomske Četiri hibridne preklapanje orbitala ugao H C H: 109,5 o
Primeri molekula sa slobodnim e parom u sp 3 -hibridnim orbitalama NH 3 7N: [He]2s 2 2p 3 pobuđivanje e i hibridizacija Hibridizovani atom N Izolovani atom N ugao H N H: 107 o H 2 O 8O: [He]2s 2 2p 4 Izolovani atom O pobuđivanje e i hibridizacija Hibridizovani atom O ugao H O H: 105 o Kod H 2 S ugao H S H iznosi 93 o nema hibridizacije!
Primeri molekula sa sp 3 d- i sp 3 d 2 -hibridnim orbitalama Centralni atom pripada trećoj ili višim periodama PCl 5 15P: [Ne]3s 2 3p 3 3d 0 Izolovani atom P pobuđivanje e i hibridizacija pet pet sp sp 3 d 3 d-ortbitala Hibridizovani atom PP Jedna od pet sp 3 d-orbitala Jedna p-orbitala hlora
Primeri molekula sa sp 3 d- i sp 3 d 2 -hibridnim orbitalama SF 6 16S: [Ne]3s 2 3p 4 3d 0 pobuđivanje e i hibridizacija šest sp 3 d 2 -ortbitala Hibridizovani atom S Izolovani atom S Jedna od šest sp 3 d 2 -orbitala Jedna p-orbitala fluora
Primeri molekula sa sp 3 d- i sp 3 d 2 -hibridnim orbitalama SF 4 16S: [Ne]3s 2 3p 4 3d 0 Oblik klackalice F F S F F sp 3 d-hibridizacija Četiri σ-veze i jedan slobodan e par. Slobodan elektronski par se smešta u ekvatorijalnu ravan.
VAŽNIJI PRIMERI HIBRIDIZACIJE Hibridne orbitale Broj orbitala (e parova) Atomske orbitale Usmerenost e parova u prostoru Primeri sp 2 s, p Linearna BeF 2, CO 2, NO 2 sp 2 3 s, dve p Trougaono planarna BF 3, SO 2 sp 3 4 s, tri p Tetraedarska CH 4, NH 3, H 2 O sp 3 d 5 s, tri p, d Trougaono bipiramidalna PCl 5, SF 4, ClF 3 sp 3 d 2 6 s, tri p, dve d Oktaedarska SF 6, ClF 5, XeF 4
PROSTORNI RASPORED ELEKTRONSKIH PAROVA I GRAĐA MOLEKULA sp 3 d Raspored elektronskih parova - TROUGAONA BIPIRAMIDA Oblik klackalice Oblik slova T Linearan PF 5 SF 4 ClF 3 XeF 2 sp 3 d 2 Raspored elektronskih parova - OKTAEDAR Kvadratna piramida Kvadratno-planarni SF 6 BrF 5 XeF 4
Primer: Na osnovu Teorije valentne veze objasniti strukturu i građu molekula PCl 3. 1. Skicirati Luisovu strukturnu formulu (videti Hem. veza 1). : Cl: : : P : Cl: : : : Cl: 2. Odrediti broj σ-veza i slobodnih e parova centralnog atoma tip hibridizacije. Tri σ-veze + 1 e par sp 3 hibridizacija 3. Skicirati prostorni raspored elektronskih parova kao i građu molekula (navesti nazive). P Tetraedar Trougaona piramida
Primer: Na osnovu Teorije valentne veze objasniti strukturu i građu molekula IF 5. 1. Skicirati Luisovu strukturnu formulu (videti Hem. veza 1). 2. Odrediti broj σ-veza i slobodnih e parova centralnog atoma tip hibridizacije. Pet σ-veza + 1 e par sp 3 d 2 hibridizacija 3. Skicirati prostorni raspored elektronskih parova kao i građu molekula (navesti nazive). I Oktaedar Kvadratna piramida
VIŠESTRUKE VEZE U višestrukoj vezi jedna veza je σ-veza, a ostale su π-veze. π-veze nastaju preklapanjem nehibridizovanih orbitala. eten etin H H C C sp 2 -hibridizacija H H H C C H sp-hibridizacija U hibridne orbitale se smeštaju: - zajednički elektronski par samo jedne komponente višestruke veze - zajednički elektronski parovi iz jednostrukih veza - slobodni elektroski parovi
Eten H H C C H H sp 2 -hibridizacija π-veza Nastajanje σ-veza od hibridnih sp 2 -orbitala Nastajanje π-veze od nehibridizovane p-orbitala
Etin H C C H sp-hibridizacija π-veza Nastajanje σ-veza od hibridnih sp-orbitala Nastajanje π-veza od nehibridizovanih p-orbitala π-veza
REZONANCA Specijalni slučaj π-veza Red C C veze je 1,5. ili sp 2 -hibridizacija C atoma Delokalizovani elektroni σ-veze π-veze Preostale p-orbitale sa po jednim elektronom preklapanjem čine π-vezu(e).