Kémiai kötés Lewis elmélet

Általános Kémia, 2008

Kémiai kötés 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7

Lewis elmélet Kovalens kötés: bevezetés Poláros kovalens kötés Lewis szerkezetek A molekulák alakja Kötésrend, kötéstávolság Kötésenergiák

Általános Kémia, szerkezet

Slide 1 /39

10-1 Lewis elmélet • Vegyérték e- - alapvető szerepe van a kémiai kötés kialakításában. • e- átvitel ionos kötés. • Elektronok megosztása: kovalens kötés. • e- átvitele során az atomok nemesgáz konfigurációra törekszenek. – az oktet szabály. Általános Kémia, szerkezet

Slide 2 /39

1


Lewis szimbólumok • Egy vegyjel jelenti az atomot és a törzs elektronokat. • A vegyjel körüli pontok a vegyérték e-. • • Si • • •

•• • Se • •

• Al • •

•• • Sb • • ••

I

•

••

•• • Bi • • ••

Ar

••

•• • As • •

P•

••

•

••

••

•• •N• •

••


Slide 3 /39

Lewis szerkezetek: ionos vegyületek

•• • Cl ••

2+ ••

Ba

O

2••

•• • O• ••

••

•

Ba •

••

••

BaO

•• • Cl ••

••

2 Cl

-

••

2+

Mg

••

•

Mg •

••

••

MgCl2


Slide 4 /39

2


10-2 Kovalens kötés: bevezetés

Magános pár Kötő pár


Slide 5 /39

Koordinációs kovalens kötés

+

H Cl

H N H

H

••

Cl

••

••

H N

H

••

H

••

H


Slide 6 /39

3


Többszörös kovalens kötés

•

•

••

•

•

••

••

O C O ••

•

•

•

••

•

••

••

O C O

••

••

••

••

O C O


Slide 7 /39

Többszörös kovalens kötés

•

•

•

•


••

N N

••

•

N N

••

••

••

•

•

N N

••

• •N •

••

•

N•

••

••

••

• •O ••

••

• • C• •

••

•

O•

Slide 8 /39

4


10-3 Poláros kovalens kötés A negatív és a pozitív töltések súlypontja elválik

δ+

H


Cl

δ-

Slide 9 /39

Elektronegativitás Mulliken: EN = (I1 + A1)/2 (csak 57 elemre ismert) Pauling (1932): empírikus, Allred-Rochow (1958): Zeff


Slide 10 /39

5


Ionos karakter százaléka


Slide 11 /39

Az atomok elektronegativitása Allred-Rochow 4.5

F

4.0 3.5 3.0

Cl

2.5

Br

H

I

2.0 1.5 1.0 Li

0.5 0

Na

10

K

Cs

20

30


40

50

Z

60

Slide 12 /39

6


A vegyületek osztályozása, háromszög Allred-Rochow 3.5 KF

3.0 |EN1-EN2|

ionic

2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

metallic

covalent

0.0 1

2

3

4

H2

5 6 EN1+EN2


7

O2

8

F2

9

Slide 13 /39

10-4 Lewis: Szerkezeti képlet - váz • központi és terminális atomok. H H C H

H C O H H


Slide 14 /39

7


Lewis-szerkezetek felírása 1. Vegyértékelektronok összeszámlálása. (N) (vegyértékhéj elektronjai [Z – törzs e-] + töltés) 2. Váz felrajzolása egyszeres kötésekkel. 3. Magános elektronpárok felrajzolása a nem-központi atomokra, az oktett szabály felhasználásával. 4. Felrajzolt elektronok összeszámlálása. (Egy kötés, illetve egy magános elektronpár 2-2 elektron.) 5. Ha az oktett szabály nem áll fenn a központi atomra, akkor a ligandumok magános elektronpárjaiból kötést kell formálni. 6. Formális töltések atomokhoz rendelése.

Formális töltés

FC = nvalence e- - nlone pair e- -

1 2

nbond pair e-

Több lehetőség esetén : hipotetikus REZONANCIASZERKEZETEK


Slide 16 /39

8


Példa Lewis szerkezet: nitronium ion, NO2+.

Vegyérték e- = 5 + 6 + 6 – 1 = 16 e-

2:

Váz szerkezet:

O—N—O

3:

e- a terminális atomokra:

O—N—O ••

4:

Maradék e-:

••

••

••

••

1:

••

16 – 4 – 12 = 0


Slide 17 /39

Példa 5:

Többszörös kötések, az oktett szabály szerint. ••

••

••

••

••

••

••

6:

+ ••

O=N=O ••

O—N—O ••

Határozzuk meg a formális töltést: FC(O) = 6 - 4 –

1 (4) = 0 2

FC(N) = 5 - 0 –

1 (8) = +1 2


Slide 18 /39

9


Hipotetikus REZONANCIASZERKEZETEK Hangyasav

-1

+1

Szulfátion


Slide 19 /39

10-5 A molekulák alakja

H

O


H

Slide 20 /39

10


Terminológia • Molekulageometria – a magok térbeli helyzete – Kötéstávolság – 2 atom - egyensúlyi távolság. – Kötésszög – 3 atom - szomszédos kötések szöge. – Torziós szög – 4 atom - 2 sík szöge

• VSEPR elmélet – Az a kötő (bond) és a magános (lone) elektronpárok taszítják egymást. Az elektronpárok olyan helyzetet vesznek fel, hogy a taszítást minimalizálják.

• Elektrongeometria – az elektronpárok eloszlása (a magok helyzetével szemben a Röntgen diffrakció ezt nem méri). Általános Kémia, szerkezet

Slide 21 /39

Lufi analógia


Slide 22 /39

11


Metán, ammónia és víz


Slide 23 /39

Kötésszögek CH4

NH3

H2O

H-A-H 109,5° 107,3° 104,5° SiH4

PH3

H-A-H 109,5° 93,3°


H2S 92,1°

Slide 24 /39

12


VSEPR


Slide 25 /39

Table 11.1 Molecular Geometry as a Function of Electron Group Geometry


Slide 26 /39

13


VSEPR n+m=2 AX2 : BeH2, MgCl2, CO2, …

lineáris

n+m=3

háromszög

AX3 : BH3, AlCl3, CO32−, … AX2E : O3, SO2, …

n+m=4

V alakú

VSEPR

AX4 : CH4, SiF4, …

tetraéderes

AX3E : NH3, PCl3, ...

piramidális

AX2E2 : H2O, SCl2, ... V alakú

14


VSEPR Trigonális

n+m=5 AX5 : PCl5, …

pillangó

AX4E : SF4, …

T alakú

AX3E2 : ClF3, …

AX2E3 : IF2−, I3−, XeF2... lineáris

VSEPR n+m=6 AX6 : SF6, …

Oktaéderes

AX5E : BrF5, ... AX4E2 : XeF4, ...

Piramisos

négyzet

15


VSEPR

n+m=7 AX7 : IF7, … Ötszög alapú bipiramis

VSEPR elmélet alkalmazása • • • •

Lewis szerkezeti képlet rajza. Határozzuk meg a magános és kötő párok számát. Határozzuk meg az elektronpárok geometriáját. Határozzuk meg a molekula geometriáját.

• A többszörös kötések egyszer számítandók (nagyobb térfogattal). • Egynél több központi atom: egyenként kell kezelni őket. Általános Kémia, szerkezet

Slide 32 /39

16


Dipolus momentum


Slide 33 /39

Dipólus momentum


Slide 34 /39

17


10-6 Kötésrend, kötéstávolság • Kötésrend – Egyszeres = 1 – Kettős = 2

• Kötéstávolság – Két atommag távolsága

• Magasabb kötésrend – Rövidebb kötés – Erősebb kötés


Slide 35 /39

Kötéstávolságok


Slide 36 /39

18


10-7 Kötésenergiák


Slide 37 /39

Kötés energiák


Slide 38 /39

19


Kötés energiák és reakció entalpiák

ΔHrxn = -{Σ ΔH(termék köt.) - Σ ΔH(reagens köt.)} = -{Σ ΔH keletkezett - Σ ΔH felbomlott kötések} = -770 kJ/mol + (657 kJ/mol) = -113 kJ/mol


Slide 39 /39

20

Kémiai kötés Lewis elmélet

Recommend Documents