Home >Documents >Chimie c3,c4

Chimie c3,c4

Date post:16-Dec-2015
Category:
View:41 times
Download:6 times
Share this document with a friend
Description:
Chimie c3,c4
Transcript:

Cursul nr 3

Legtura covalent.

Legtura covalenta ia natere ntre atomi ai nemetalelor prin ntreptrunderea orbitalilor atomici mono electronici. Atunci cnd doi atomi sunt suficient de apropiai n spaiu, ia natere un orbital molecular. Principiul potrivit cruia un orbital poate fi ocupat cu maxim 2 electroni cu spin opus este valabil i la orbitalii moleculari. Formarea legturii . Formarea moleculei de . Are loc contopirea orbitalilor de tip s, aparinnd celor 2 atomi participani la legtur. Densitatea maxim a norului electronic rezultat se ntlnete n spaiul dintre cele 2 nuclee i scade progresiv spre exterior. Legtura rezultat () are o simetrie axial, distana dintre cele 2 nuclee este strict determinat de natura nucleelor, la fel i energia de legtur.

2 atomi de H izolai orbital de legtur Distana dintre nuclee ; Energia de legtur ;Forma unui orbital molecular , rezultat prin ntreptrunderea a doi orbitali s, este aceea a unui elipsoid alungit simetric fa de axa internuclear.Legtura rezultat este o legtur nepolar, norul electronic al legturii fiind uniform atras de cele dou nuclee.

Formarea legturii ()

orbital s orbital p orbital de legtur al atomului de al atomului de

Energiile de legtur n cazul legturilor din moleculele de hidracizi sunt:

Kcal/mol

147,5102,687,371,4

scade pe msur ce crete raza atomic a halogenului. Energia de legtur este cantitatea de energie cedat la formarea unei legturi i este egal i de semn contrar cu energia de disociere (energia necesar ruperii legturii). n cazul formrii moleculei de , sulful particip cu 2 orbitali p.

Legturile formate sunt legturi polare (orbitalul molecular este atras de atomul mai electronegativ).

Formarea legturii .

Caracteristicile moleculelor de halogen:

(/mol)37.65846.136.1

()1.411.982.282.66

Distanele interatomice cresc progresiv de la la , in cazul este mic datorit respingerii dintre electronii neparticipani, care sunt mult mai apropiai la (care au raz atomic mic), mai mici la i comparativ cu se datoreaz volumului atomic mai mare, care limiteaz posibilitile de interptrundere a orbitalilor atomici pentru a forma orbital de legtur. Fomarea moleculei de O2:O (z=8) 1/22,atomul de oxigen posed in stratul cu n=2 ase electroni dintre care 2 sunt necuplai n 2 orbitali de tip p.

Dac 2 atomi sunt suficient de apropiai in spaiu ,se produce ntreptrunderea axial a 2 orbitali p rezultnd o legtur dac distana devine suficient de mic, se realizeaz si ntreptrunderea lateral a orbitalilor p, cu formarea unui nou tip de legtur (leg ), care are norul electric dispus n 2 zone simetrice fa de axa legturii .

=118.4 /mol =1.21 Energia de legtur este mare ,distana dintre nuclee este mai mic dect n cazul moleculelor cu legtur simpl. Formarea legaturii triple :N (z=7) 1 2 2,are 3 orbitali monoelectronici de tip p.

Dac 2 atomi sunt suficient de apropiai n spaiu, se realizeaz ntreptrunderea axial a orbitarilor p (leg ) i ulterior i ntreptrunderea lateral a orbitarilor p.

S-a realizat o legtura tripl, care are n componen o legtur i 2 legturi .Orbitalii moleculari a legturilor au 2 planuri de simetrie perpendiculare ntre ele i se ntretaie pe axa de simetrie a legturii .

are =225.1 /mol i =1.10 Orbitali hibrizi.Formarea legturilor covalente prin intermediul orbilalilor hibrizi

Din studiul geometriei unor molecule, cum ar fi O, N, hidrocarburi etc., s-a observat o deviere a unghiurilor de valen i o deformare a orbitalilor atomici i moleculari. De exemplu:

Rezult c la formarea legturilor covalente de mai sus particip orbitali diferii de cei puri (aflai n stare fundamental). Aceti orbitali poart denumirea de orbitali hibrizi.Hibridizarea este fenomenul de uniformizare a orbitalilor din startul periferic al atomului (strat de valen). Are loc modificare formei i a nivelului de energie a orbitalilor atomici.Hibridizare este favorizat atunci cand volumul atomic este mic, cnd orbitalii care se contopesc sunt apropiai. Deci hibridizarea este o propietate specific elementelor din perioada a 2-a. Hibridizare la atomul de carbon : C(z=6) 1s2/2s2 2p2

Orbitalii hibrizi rezultai prin contopiea orbitalilor s cu p au form asimetric, un lob mare (densitate electronic mare) i un lob mic.

Hibridizarea sp3 :Ia natere prin contopirea unui orbital s cu 3 orbitali p , rezult 4 orbitali hibrizi sp3, care au aceeai form i se orienteaz spre colurile unui tetraedru regulat (orientare tetraedric).

Un atom de Csp3 realizeaz 4 legturi covalente simple () i se gasete n exclusivitate n compuii saturai, hidrocarburi (alcani, ciclalcani), alcooli saturai, derivai halogenai saturai etc. Cea mai simpl molecul ce conine un astfel de atom de carbon este molecula de CH4 (metan), n care cele 4 legturi s-au realizat ntre lobul cel are al orbitalului hibrid i orbitalii s ai celor 4 atomi de hidrogen.

Hibridizarea sp3 se ntalnete i la oxigenul din molecula de ap, molecul unghiular cu unghi de104.5o, unghi puin mai mic datorit respingerilor efectuate de ctre orbitalii hibrizi neparticipani la legtur. Molecula de amoniac are atomul de azot cu hibridizare sp3, unghi de 106.6o.

Hibridizarea sp2:Ia natere prin contopirea unui orbital s cu 2 orbitali p, rezul 3 orbitali hibrizi sp2 cu simetrie plan, trigonal, ntre axele orbitalilor este un unghi de 120o. Orbitalul rmas nehibridizat se afl perpendicular pe planul de simetrie a orbitalilor hibrizi de-o parte i de alta a planului. Hibridizare se intlnete la C, O, N cnd realizeaz legtura dubl.

Cea mai simpl molecul care conine atomi de Csp2 este molecula de eten. Cnd atomii de C sunt suficient de apropiai se realizeaz ntreptrunderea axial a 2 orbitali hibrizi sp2 i dup ce atomii se apropie mai mult se realizeaz ntreptrunderea lateral a orbitalilor p nehibridizai rezultnd legtura . Ceilali orbitali hibrizi realizeaz legturi cu cte 2 atomi de H.

Formarea moleculei de C2H4Deci molecula de eten C2H4 este o molecul plan, legturile sunt intr-un plan, legtura se afl ntr-un plan perpendicular. Etena are o legtura sp2, sp2, 2 legturi s, sp2 i o legtur p,p. Hibridizarea sp:Ia natere prin contropirea unui orbital s cu un orbital p rezult 2 orbitali hibrizi sp si rmn in stare pur 2 orbitali p. Orbitalii hibrizi au simetrie axial realiznd un unghi de . Orbitalii puri sunt perpendiculari ntre ei i perpendiculari pe axa orbitalilor hibrizi.Hibridizarea sp se intlnete la atomii de C i N cnd realizeaz legtura tripl.Cea mai simpl molecul care conine este acetilena .

Formarea moleculei de acetilenaMolecula de acetilen este o molecul liniara, legturile sunt situate pe o ax (imaginar) care trece prin cele 2 nuclee ale atomilor de C.Caracteristicile moleculelor care conin atomi de C i cele 3 stri de hibridizare.

etan eten etin 1,54 1,34 1,20 83 140,9 194 Hidrocarburile care conin numai legturi covalente simple au o stabilitate termic i chimic mare. Hidrocarburile care conin legturi multiple duble sau triple au o reactivitate chimic mare, o reacie caracteristic este reacia de adiie (ruperea legturii din componena legturilor multiple).Fenomenul de hibridizare este intlnit i la metalele tranziionale, atunci cnd acestea pariticip ca acceptori de electroni la formarea legturii coordinative.

Orbitali molecular extini. Structura moleculei de benzen.

Benzenul are 6 atomi de C hibridizai sp2. Formula propus de Kekule` (1865) este ciclic cu 3 legturi duble conjugate.

Formula se poate scrie n cele 2 moduri. Toate datele arat c cele 6 legturi dintre atomii de C sunt identice ,lungime 1,39 ,valoare intermediar ntre 1,54 (caracteristic legturilor simple c-c) i 1,34 (caracteristic legturilor c=c).Molecula benzenului este plan. n benzen nu se disting legturi simple sau duble. Structura real a benzenului nu este corect reprezentat de nici una din formulele de mai sus, ci oarecum printr-o suprapunere a acestor formule.n benzen fiecare atom de C realizeaz 3 legturi cu 2 atomi de C i un atom de H (unghi de 1200). Fiecare atom de C rmne cu cte un orbital 2p nehibridizat. Dac aceti orbitali s-ar contopi 2 cte 2, ar rezulta 3 legturi duble conjugate conform structurii lui Kekule`.n realitate toi orbitalii p formeaz un orbital molecular comun, extins, populat cu 6e. Acest orbital se afl sub forma a 2 nori electronici de form inelar situai de o parte i de alta a planului moleculei. Acest orbital molecular extins poart denumirea de sextet aromatic.

Existena orbitalului molecular extins confer ciclului celor 6 atomi de C o stabilitate foarte mare nucleu aromatic. Compuii care au o astfel de structur dau n condiii obinuite reacii de substituie a H i numai n condiii energice reacii de adiie. Orbitali moleculari extini se gsesc i n alte substane organice i anorganice, de exemplu: butadiena,nitroderivai,ion carboxilat,acid azotic etc.

Cursul Nr.4

Legtura covalent- coordinativEste un caz particular al legturii covalente. Ea se gsete n ioni poliatomici ( etc ) , n unii oxizi acizi ( etc ) , acizii oxigenai ( etc) , cristalohidrai ( ) i n combinaiile complexe. La formarea legturii coordinative are loc punerea n comun de electroni de ctre un singur atom care posed dublete elctronice neparticipante i care f

Click here to load reader

Embed Size (px)
Recommended