3. Vazba a struktura copy

3.Vazba a struktura

• charakteristika kovalentní, koordinačně kovalentní, iontové a kovové vazby

• polarita vazby, elektronegativita

• struktura atomových a molekulových krystalů

• slabé vazebné interakce

• typy vazeb v organických sloučeninách, vaznost prvků, struktura organických sloučenin, konstituční a konfigurační izomery, konformace

• Chemická vazba = Interakce, která k sobě poutá sloučené atomy prvků v molekule prostřednictvím valenčních elektronů.

  • Vzniká srážkou atomů, jejichž obaly se protnou.

  • Začnou se uplatňovat přitažlivé ale i odpudivé síly mezi jádry až dojde k vyrovnání těchto sil

Kovalentní vazba

• Kovalentní vazba: dva (nebo více) atomů sdílí společně vazebný elektronový pár.

  • Přičemž elektrony musí mít opačný spin

• Atomy kovalentní vazby dosahují elektronové konfigurace v tabulce nejbližšího vzácného plynu

Vaznost prvku

• Určuje kolik kovalentních vazeb může uskutečnit atom prvku

• Vaznost atomu v základním stavu je dána počtem jeho nepárových elektronů.

• Například dusík má elektronovou konfiguraci [He] 2s2 2p3.

  • V orbitalu p tedy obsahuje 3 nepárové elektrony a je trojvazný.

• Má-li však atom k dispozici volný orbital, může dojít k excitaci elektronu, což je přechod elektronu na vyšší energetickou hladinu.

  • Například může dojít u atomu uhlíku z orbitalu s do orbitalu p:

    • C: [He] 2s2 2p2 – základní stav

    • C*: [He] 2s1 2p3 – excitovaný stav

Typy kovalentní vazby podle elektronové hustoty

1. Vazba sigma (σ)

   • Vzniká na spojnici jader vázaných atomů

   • Silnější a méně reaktivní

2. Vazba pí (π)

   • Vzniká nad a pod spojnici jader vázaných atomů

   • Vzniká až po vzniku vazby σ

   • Slabší a reaktivnější

Násobnost kovalentní vazby

• Jednoduchá vazba

  • Tvořena 1 sigma vazbou

  • Atomy sdílí 1 elektronový pár

  • Značeno 1 čárkou

  • Nejméně stabilní, nejdelší

• Dvojná vazba

  • Tvořena 1 sigma vazbou a 1 pí

  • Atomy sdílí 2 elektronové páry

  • Značeno 2 čárkami

  • Stabilnější než jednoduchá, kratší

• Trojná vazba

  • Tvořena 1 sigma vazbou a 2 pí

  • Atomy sdílí 3 elektronové páry

  • Značeno 3 čárkami

  • Nejstabilnější, nejkratší

Polarita kovalentní vazby

• Rozdíl elektronegativit vázaných atomů – vede k nerovnoměrnému rozložení elektronů

• Elektronegativita: Schopnost atomu přitahovat vazebné elektrony [bezrozměrná]

• Elektropozitivita: Schopnost atomu uvolňovat vazebné elektrony [bezrozměrná]

1. Nepolární vazba

   • Rozdíl elektronegativit atomů ΔX je 0 - 0,4

   • Elektronová hustota je mezi atomy rovnoměrně rozložena

   • Látky jsou rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (benzen)

   • Při štěpení nepolární vazby je elektronový pár spravedlivě rozdělen mezi oba atomy

   • Toto štěpení označujeme jako homolytické.

     • Vzniklé částice mají alespoň jeden nepárový elektron.

     • Takové částice s nepárovým elektronem se označují jako radikály

   • př. O2

2. Polární vazba

   • Rozdíl elektronegativit atomů je ΔX je 0,4 - 1,7

   • Elektronová hustota je vyšší u atomu s vyšší elektronegativitou

   • Vzniká dipól – atom s menší elektronegativitou má parciální kladný náboj a druhý záporný

   • Kladný pól označujeme δ+ (delta plus)

   • Záporný pól označujeme δ- (delta mínus)

   • Rozpustné v polárních rozpouštědlech (voda, amoniak)

   • Při štěpení připadne elektronegativnějšímu prvku celý elektronový pár, druhý prvek o něj přijde

     • Štěpení je heterolytické a vznikají ionty.

   • Př. HCl