Obecná a anorganická chemie I

Lewisovy kyseliny a báze

• Použití elektronových vzorců pro předpověď vlastností a reaktivity molekul

• Kyselina – přijímá el. pár (akceptor e- = elektrofil):

  • Elektronově deficitní molekuly (neúplný oktet) – BF3, AlH3, CCl2

  • Kationty kovů i nekovů, kationtové molekuly – H+, Co3+, NO+

  • Molekuly jejichž středový atom může zvýšit hybridizaci (nízkoležící d-orbitaly) – SiCl4, PCl3 i PCl5

  • Molekuly s násobnými vazbami (mimo C=C) – přesun π elektronů na periferní atom a zvýšení hybridizace středového atomu – CO2, NO3-

• Báze – poskytuje el. pár (donor e- = nukleofil):

  • Molekuly s volným elektronovým párem (na středovém atomu i na periferii) – NH3, O2-, SCN-

  • Molekuly s násobnou vazbou

• Zároveň LK i LB:

  • Z hlediska středového atomu může být molekula zároveň LK i LB – SO2, PCl3

• Indiferentní molekuly:

  • Například CH4

• Reakce LK a LB (neutralizace) – vznik donor-akceptorové (kovalentní) vazby

Metode VSEPR

• VSEPR = Valence Shell Electron Pair Repulsion

• Geometrie molekuly:

  • Minimum celkové energie v prostoru souřadnic všech atomů

  • Energie se minimalizuje snížením odpuzování elektronů

  • Metoda VSEPR uvažuje pouze minimalizaci odpuzování valenčních elektronů (elektronový pár se snaží co nejvíce přiblížit k jádru a zároveň co nejdále od ostatních el. párů)

• Repulze (odpuzování) mezi elektronovými páry (klesá směrem dolů)

  • 2 nevazebné elektronové páry

  • Vazebný pár s π interakcí

  • Vazebná pár – nevazebná pár

  • 2 vazebné elektronové páry

• Efektivní koordinační číslo (EKČ):

  • Počet σ – vazebných elektronových párů + počet vazebných e- párů

  • 2: BeH2 – H – Be – H, lineární

  • 3: AlH3, trojúhelníková; CCl2 – lomená; HCHO, trojúhelníková

  • 4: CH4, tetraedr; NH3, trigonální pyramida; H2O, lomená; POCl3, tetraedr

  • 5: PCl5, trigonální bipyramida; SF4, ; ClF3,

  • 6: SF6, oktaedr

Dipólový moment

• Vektorová veličina

• Vlastnost fyzikálního objektu označovaného jako dipól

• Dipól:

  • 2 objekty s opačným, ale stejně velkým nábojem

  • μD=|q| * d, d – vzdálenost mezi objekty

• víceatomové molekuly – vektorový součet dipólových momentů všech vazeb

• celkový dipól může být nulový, přestože jsou jednotlivé vazby polární

Chemické reakce

Klasifikace

• Klasické dělení:

  • Syntéza

  • Rozklad

  • Substituce

  • Podvojná záměna

• Povaha procesu:

  • Acidobazické

  • Redoxní:

    • Disproporcionace – 1 atom na 2 různá ox. čísla

    • Synproporcionace – více atomů stejného prvku s různými ox. čísly se mění na stejné množství atomů s jedním ox. číslem

    • Standardní redukční potenciály:

      • Míra oxidačních nebo redukčních vlastností

      • V absolutních hodnotách nabývá hodnot přibližně 0 – 3

      • MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O | E0 = 1, 507 V |

      • I2 + 2e- 2 I- | E0 = 0,54 V |

      • Rozdíl E0 – hnací síla redox reakcí

      • Silná oxidační činidla:

        • vysoký kladný potenciál (př. F2 /F- : E0 = 3,05 V)

        • prvky s velkou elektronovou afinitou – F2 , O2 , Cl2 oxosloučeniny s malým elektronegativním prvkem jako centrálním atomem – HClO4 , HNO3 , N2O5 , ClO3