wiązania.pdf
(
6751 KB
)
Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
2. WIĄZANIA CHEMICZNE,
BUDOWA CZĄSTECZEK
Irena Zubel
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocławska
(na prawach rękopisu)
Wiązania chemiczne
Podstawowe stany skupienia materii
(w temp. otoczenia):
•
gazy cząsteczki (H
2
, O
2
, CO
2
), atomy (He, Ar) – brak oddziaływań
•
ciecze – cząsteczki (H
2
O, CH
3
OH) oddziaływania słabe
jony (stopione sole)
atomu lub skupiska atomów (stopione metale)
•
ciała stałe – atomy, cząsteczki, jony połączone silnymi oddziaływaniami
w strukturę ciągłą
Typy oddziaływań miedzy atomami
:
•
wiązania chemiczne – oparte na wymianie elektronów walencyjnych
•
oddziaływania o charakterze fizycznym – siły van der Waalsa
Typy wiązań:
•
wiązania kowalencyjne (atomowe) uwspólnienie elektronów
walencyjnych sąsiadujących atomów
•
wiązana jonowe – przeniesienie elektronów walencyjnych od jednego
rodzaju atomów do drugiego
•
metaliczne – uwspólnienie części elektronów walencyjnych bardzo wielu
atomów
Wiązania chemiczne
Przy zbliŜaniu się do siebie atomów mogą zachodzić między nimi róŜnego
typu oddziaływania, zaleŜne od rodzaju tych atomów:
siły odpychające związane są z efektami kwantowymi, wynikającymi
z nakładanie się powłok elektronowych i z oddziaływaniami kulombowskimi
siły przyciągające wynikają z oddziaływań między elektronami
walencyjnym, z fluktuacji rozkładu gęstości ładunku itp.
DąŜenie układu do osiągnięcia min. energii jest
przyczyną tworzenia się wiązań chemicznych.
H + H → H
2
+ 436 kJ/mol
← energia wiązania
F odpychające
E
↑
Klasyczna teoria wiązań chemicznych to
elektronowa teoria wiązań Levis’a
(1916):
KaŜdy atom dąŜy do takiej zmiany zewnętrznej
powłoki elektronowej, aby uzyskać najtrwalszą
konfigurację, tzn. minimum energii. Trwałe
konfiguracje to: s
2
, s
2
p
6
, s
2
p
6
d
10
.Teoria ta dotyczy
zarówno wiązań kowalencyjnych jak i jonowych
.
F przyciągające
E
↓
Wiązania kowalencyjne
Wiązanie kowalencyjne –
powstaje między atomami posiadającymi
niesparowane elektrony walencyjne. Polega ono na utworzeniu wspólnej
pary elektronowej, naleŜącej jednocześnie do obu atomów.
H
: s
1
O
: s
2
p
4
H
2
:
O
2
:
H
: s
1
O
: s
2
p
4
dąŜenie do uzyskania trwałej konfiguracji s
2
lub s
2
p
6
Cząsteczki z wiązaniami kowalencyjnymi opisuje się za pomocą wzorów
elektronowych lub kreskowych, tzw.
wzorów Levisa:
H H
H H
H
2
:
O
2
:
¯
¯
¯
O O
O O
¯
¯
¯
W przyrodzie gazy te występują w postaci cząsteczek
dwuatomowych, co potwierdza teorię Levise’a
Wiązania kowalencyjne
Powstawanie orbitali molekularnych
Przy dostatecznie małej odległości dwóch atomów ich chmury elektronowe
przenikają się wzajemnie, tworząc wiązania kowalencyjne między atomami.
Kształty orbitali powstających cząsteczek
(orbitali molekularnych)
wynikają
z nakładania się funkcji falowych poszczególnych atomów.
W przypadku najprostszej cząsteczki H
2
mogą zaistnieć dwa przypadki:
funkcje falowe dotyczą elektronów o spinach zgodnych
funkcje falowe dotyczą elektronów o spinach przeciwnych
Na gruncie mechaniki kwantowej moŜna udowodnić, Ŝe gdy elektrony mają
spiny zgodne, to wypadkowa funkcja falowa (molekularna) ma dwa maksyma
rozsunięte względem osi cząsteczki (prawdopodobieństwa znalezienia
elektronu między jądrami jest małe). Gdy mają spiny przeciwne, gęstość
prawdopodobieństwa jest największa w obszarze między jądrami atomów, co
wskazuje na istnienie wiązania.
Dodatkowy warunek powstania wiązania kowalencyjnego (oprócz istnienia
niesparowanych elektronów):
Spiny elektronów tworzących wiązanie muszą być skierowane przeciwnie.
Plik z chomika:
smok12-1993
Inne pliki z tego folderu:
równania reakcji chemicznych.pdf
(6420 KB)
roztwory.pdf
(1226 KB)
2545_Analiza kationów.pdf
(46 KB)
Twardoscwody.pdf
(101 KB)
analiza chemiczna.pdf
(2707 KB)
Inne foldery tego chomika:
Testy
WIEDZA
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin