Obecná a anorganická chemie I

Kovalentní vazba

• Sdílení valenčních elektronů sousedními atomy – vznik molekul, řetězců, 3D tvarů

• Oba atomy mají podobnou elektronegativitu

• Teorie valenční vazby (VB theory):

  • Přiblížení a překryv valenčních orbitalů obsahujících nespárovaný elektron

  • Atomové orbitaly zůstávají lokalizované na atomech

  • Teorie x experiment 303kJ/mol a 87 pm x 458kJ/mol a 74 pm

  • Ke kovalentní interakci nutno připočítat:

    • Efektivní náboj jádra vodíku Z*=1,17

    • Polarizaci elektronových obalů

    • Iontový příspěvek (H+H- a H-H+)

  • σ – vazba:

    • elektronová hustota na spojnici jader (obvykle osa z)

    • účinnost překryvu:

      • pZ - pZ > pZ – s > s – s

  • π – vazba:

    • elektronová hustota mimo spojnici jader méně účinný překryv než u σ – vazby

  • δ – vazba:

    • elektronová hustota mimo spojnici jader

    • u d – prvků

    • nejméně účinný překryv

• Teorie molekulových orbitalů (MO theory):

  • Lineární kombinací atomových orbitalů vznikají molekulové orbitaly

  • Molekulové orbitaly jsou delokalizovány přes více atomů

  • Podmínky kombinace atomových orbitalů:

    1. Podobná energie

    2. Dostatečný překryv

    3. Vhodná symetrie

  • Diagram MO

• Energie (pevnost) vazby klesá s řádem vazby

• Energie (pevnost) vazby klesá s klesající účinností překryvu atomových orbitalů

• Polarita kovalentní vazby

Kovová vazba

Intermolekulární

• Vodíkové můstky

• Interakce ion – dipól

• Van der Waalsovy síly

Van Arkelův diagram

Tvary víceatomových molekul

• Strukturní vzorec znázorňující rozložení valenčních elektronů v kovalentní vazbě

• Oktetové pravidlo:

  • Atomy nepřechodných prvků p-bloku se ve sloučeninách snaží dosáhnout konfigurace 8e-

    • Tj. 4 páry, vazebné či nevazebné

    • Snaha o zaplnění valenčních elektronů ns2 np6

    • Konfigurace vzácného plynu

    • Platí pro kovalentní sloučeniny s a p prvků

    • Výjimky:

      • Elektronové deficitní molekuly . prvky z 1., 2. a 3. skupiny – BF3

      • Hypervalentní sloučeniny prvků vyšších period (účast d orbitalů) – PCl5

Lewisovy vzorce kovalentních sloučenin

1. Počet valenčních elektronů, korekce na náboj částice

2. Centrální atom – zpravidla nejméně elektronegativní prvek

3. „σ – skelet“ molekuly

4. Umístit zbylé el. páry (nevazebné a π – páry)

   1. Ctít oktetové pravidlo (C, N, O, F téměř vždy)

   2. Nepřekročit vaznost atomů

5. Formální náboje

• Formální náboj:

  • Součet formálních nábojů se rovná náboji celé částice

Resonanční struktury, delokalizace

• V některých případech nelze znázornit částici jedním Lewisovým vzorcem dvě či více alternativních resonančních struktur resonanční hybrid

• Nižší energii mají resonanční struktury (tj. nejvíce přispívají k obrazu molekuly)

  1. Splňující oktetové pravidlo

  2. Nesoucí malý počet „malých“ formálních nábojů

  3. Se zápornými formálními náboji na elektronegativních atomech a naopak

  4. Které nemají souhlasné formální náboje na sousedních atomech