Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

1 Ο υβριδισμός αναπτύχθηκε από τον Pauling το 1931 Υβριδικά τροχιακά. Επιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος 2 ο ΓΕΛ Αργυρούπολης.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "1 Ο υβριδισμός αναπτύχθηκε από τον Pauling το 1931 Υβριδικά τροχιακά. Επιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος 2 ο ΓΕΛ Αργυρούπολης."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 1 Ο υβριδισμός αναπτύχθηκε από τον Pauling το 1931 Υβριδικά τροχιακά. Επιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος 2 ο ΓΕΛ Αργυρούπολης.

2 2 •Στο μεθάνιο το άτομο του άνθρακα κάνει τέσσερις ισοδύναμους ομοιοπολικούς δεσμούς με ισάριθμα άτομα υδρογόνου. Ένα λάθος στη δομή του μεθανίου ( CΗ 4 ). •Η ηλεκτρονική δομή όμως του ατόμου C είναι: Από την δομή φαίνεται ότι υπάρχουν μόνο 2 μονήρη ηλεκτρόνια που έχουν την ικανότητα να δώσουν δεσμούς και όχι τέσσερα μονήρη ηλεκτρόνια όπως δικαιολογούνται από τον τύπο CΗ 4.

3 3 Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο CΗ 4. 1/3 •Επειδή υπάρχει μικρό ενεργειακό χάσμα μεταξύ 2s και 2p τροχιακού, ευνοείται πρόσκαιρα η διέγερση (προώθηση) ενός ηλεκτρονίου από το 2s τροχιακό στο 2p τροχιακό οπότε διαμορφώνονται 4 μονήρη ηλεκτρόνια.

4 4 •H διέγερση φαίνεται αρχικά ότι αντιβαίνει στην αρχή της ελάχιστης ενέργειας. • Η διέγερση όμως δεν γίνεται σε απομονωμένο άτομο C αλλά σε άτομο C που πρόκειται να δημιουργήσει δεσμούς με άλλα άτομα. •Έτσι μετά την διέγερση, η δημιουργία 4 (και όχι 2) δεσμών, απελευθερώνει ενέργεια που αντισταθμίζει κατά πολύ την αρχική διέγερση του ηλεκτρονίου 2s στο μεγαλύτερης ενέργειας 2p τροχιακό και το μόριο που προκύπτει γίνεται ακόμα σταθερότερο. Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο CΗ 4. 2/3

5 5 Μία πρώτη αντιμετώπιση του λάθους στο CΗ 4. 3/3 Σταθερότερο ενεργειακό διάγραμμα δημιουργίας 4 δεσμών με διεγερμένο ηλεκτρόνιο.

6 6 Η ασάφεια όμως εξακολουθεί να υπάρχει στο CΗ 4. •Η θεώρηση της διέγερσης (προώθησης) του ηλεκτρονίου εξηγεί την ύπαρξη τεσσάρων ομοιοπολικών δεσμών «σ» με ισάριθμα άτομα υδρογόνου στο CΗ 4. Όμως οι 4 δεσμοί 1σ(2s-1s) & 3σ (2p-1s) δεν εξηγούν πειραματικά δεδομένα της δομής του CΗ 4, όπως είναι η ισοδυναμία των δεσμών και η τετραεδρική στερεοχημική του δομή. •Την ολοκληρωμένη λύση του προβλήματος στο μεθάνιο (και όχι μόνο) δίνει ο υβριδισμός και τα υβριδικά τροχιακά.

7 7 Τι είναι υβριδισμός και τι υβριδικά τροχιακά ; •Υβριδισμός είναι η ανάμιξη (γραμμικός συνδυασμός) δύο τουλάχιστον διαφορετικού είδους κανονικών ατομικών τροχιακών της ίδιας στιβάδας. •Αποτέλεσμα της ανάμιξης είναι η δημιουργία νέων εκφυλισμένων (ίδιας ενέργειας) τροχιακών που είναι ισάριθμα των αναμιγνυόμενων κανονικών τροχιακών και ονομάζονται υβριδικά τροχιακά.

8 8 Χαρακτηριστικά των υβριδικών τροχιακών. 1/2 •Τα υβριδικά τροχιακά έχουν διαφορετικό σχήμα, μέγεθος και προσανατολισμό από τα κανονικά τροχιακά από τα οποία προήλθαν. •Η δόμηση των υβριδικών τροχιακών ακολουθεί τους γνωστούς κανόνες δόμησης (αρχή ελάχιστης ενέργειας, κανόνας Hund).

9 9 Χαρακτηριστικά των υβριδικών τροχιακών. 2/2 •Τα υβριδικά τροχιακά συμμετέχουν στο σχηματισμό «σ» δεσμών, με άλλα υβριδικά ή κανονικά (π.χ. s, p, d) τροχιακά. •Η επικάλυψη των υβριδικών τροχιακών είναι μεγαλύτερη από εκείνη των κανονικών τροχιακών και γι’ αυτό σχηματίζουν σταθερότερους «σ» δεσμούς. •Η σχηματισμός σταθερότερων δεσμών «σ» με υβριδικά τροχιακά είναι στην ουσία και η αιτία δημιουργίας τους.

10 10 Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Υβριδισμός sp. 1/3

11 11 Συνολικά διαθέσιμα τροχιακά Δύο sp τροχιακά σε ευθύγραμμη διάταξη Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Γεωμετρία τροχιακών sp. spsp 2/3

12 12 2s +2p2s +2p2s +2p2s +2p Γραμμικοί συνδυασμοί: 2s -2p2s -2p2s -2p2s -2p 2sp Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Τα sp ως γραμμικός συνδυασμός των s και p. 3/3

13 13 Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Υβριδισμός sp 2. 1/2

14 Συνολικά διαθέσιμα τροχιακά pzpzpzpz sp 2 14 Τρία sp 2 τροχιακά σε τριγωνική διάταξη. pxpxpxpx s pypypypy pzpzpzpz sp 2 pzpzpzpz Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Γεωμετρία τροχιακών sp 2. 2/2

15 15 Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Υβριδισμός sp 3. 1/2

16 16 υβριδισμός pxpxpxpx s pypypypy pzpzpzpz sp 3 Τέσσερα συνολικά διαθέσιμα sp3τροχιακά Τέσσερα συνολικά διαθέσιμα sp3 τροχιακά σε τετραεδρική διάταξη. Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Γεωμετρία τροχιακών sp 3. 2/2

17 17 Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Υβριδισμός sp 3 d. 1/2

18 18 Πέντε sp 3 d υβριδικά τροχιακά σε τριγωνική διπυραμιδικήΔιάταξη. Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Γεωμετρία υβριδισμού sp 3 d. 2/2 υβριδισμός

19 19 Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Υβριδισμός sp 3 d 2. 1/2

20 20 Περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Γεωμετρία υβριδισμού sp 3 d 2. 2/2 ‘Εξι sp 3 d 2 υβριδικά τροχιακά σε οκταεδρικήδιάταξη. υβριδισμός

21 21 Όλες οι περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. Όλες οι περιπτώσεις υβριδικών τροχιακών. sp sp sp sp s p, p s p, p s p, p, p s p, p, p s p, p, p d s p, p, p d s p, p, p s p, p, p d, d δύοspτρία sp 2 τέσσερα sp 3 πέντε sp 3 d έξι sp 3 d 2 υβριδισμόςυβριδισμόςυβριδισμόςυβριδισμόςυβριδισμός

22 22 pzpzpzpz sp 2 Δυνατότητες δεσμών “υβριδικών” και “p” τροχιακών. sp sp pzpzpzpz pzpzpzpz “σ” δεσμός μεταξύ υβριδικών τροχιακών. «π» δεσμός μεταξύ “p” τροχιακών. p Τα υβριδικά τροχιακά κάνουν μόνο «σ» δεσμούς που καθορίζουν την γεωμετρία του μορίου. p Σ’ ένα πολλαπλό δεσμό ο ένας δεσμός είναι «σ» μεταξύ υβριδικών και οι άλλοι «π» δεσμοί μεταξύ p τροχιακών.

23 23 Βήμα 1 ο : Σχεδιάζουμε την δομή Lewis. Βήμα 2 ο : Μετράμε πόσες ηλεκτρονικές περιοχές έχουμε γύρω από κάθε άτομο. Ηλεκτρονική περιοχή είναι είτε ένας δεσμός είτε ένα μη δεσμικό ζεύγος ηλεκτρονίων. Ο πολλαπλός δεσμός μετράται ως 1 ηλεκτρονική περιοχή. Μέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμου. Εφαρμογή στο CΟ 2. 1/4 3 ηλεκτρονικές περιοχές στο Ο 2 ηλεκτρονικές περιοχές στον C

24 24 Βήμα 3 ο : Επιλέγουμε για κάθε άτομο, το είδος του υβριδισμού που είναι αντίστοιχο με τον αριθμό των ηλεκτρονικών περιοχών σύμφωνα με τον διπλανό πίνακα: Περιοχές - Υβριδοποίηση 2 sp 3 sp 2 4 sp 3 5 sp 3 d 6 sp 3 d 2 Παρατηρούμε ότι ο αριθμός ατομικών τροχιακών που υβριδοποιούνται είναι ο ίδιος με τον αριθμό ηλεκτρονικών περιοχών. Μέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμου. Εφαρμογή στο CΟ 2. 2/4

25 25 Μέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμου. Εφαρμογή στο CΟ 2. 3/4 Βήμα 4 ο : Σε κάθε άτομο, κατανέμουμε τα ηλεκτρόνια στα τροχιακά (κανονικά ή υβριδικά) σύμφωνα με τις αρχές δόμησης.

26 26 Βήμα 5 ο : Σκιαγραφούμε τις επικαλύψεις των τροχιακών και σημειώνουμε τους δεσμούς. Μέθοδος πρόβλεψης του είδους του υβριδισμού ατόμου. Εφαρμογή στο CΟ 2. 4/4 π π π π Δύο «σ» δεσμοί σ 1, σ 2 : Ο sp 2 - sp C π 1, π 2 : Ο p – p C σ 1 σ 2 π 1 π 2

27 27 Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp στο C 2 H 2. 1/2

28 28 Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp στο C 2 H 2. 2/2 σ1σ1 σ3σ3 σ2σ2 π1π1 π2π2 σ 1, σ 2 : Η s - sp C σ 3 : C sp - sp C π 1, π 2 : C p-p C Η Η CC

29 29 Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp 2 στο C 2 H 4. 1/2

30 30 σ 1, σ 2, σ 3, σ 4 : Η s-sp 2 C σ 5 : C sp 2 -sp 2 C π : C p-p C π : C p-p C Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp 2 στο C 2 H 4. 2/2

31 31 Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp 3 στο CH 4. 1/2

32 32 Τετραεδρική διάταξη C. σ 1, σ 2, σ 3, σ 4 : Η 1s – C 2sp 3 Περιπτώσεις υβριδισμού C. Παράδειγμα υβριδισμού sp 3 στο CH 4. 2/2

33 33 Υβριδισμός σε άλλα άτομα πλην του C. •Θυμίζουμε ότι τα υβριδικά τροχιακά σχηματίζουν σταθερότερους δεσμούς «σ» από τα «κανονικά» τροχιακά. •Έτσι ο σχηματισμός δεσμών με υβριδικά τροχιακά εμφανίζεται συχνά και σε άλλα άτομα (πλην του C) σε πολλά μόρια ή πολυατομικά ιόντα.

34 34 Υβριδισμός C και O στην CH 2 O. 1/2 Περιπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμων.

35 35 σ 1, σ 2 : Η s - sp 2 C σ 3 : C sp 2 - sp 2 O π : C p-p O π : C p-p O Υβριδισμός C και O στην CH 2 O. 2/2 Περιπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμων.

36 36 Υβριδισμός του Ο στο Η 2 Ο. 1/2 Περιπτώσεις υβριδισμού και άλλων ατόμων.

37 37 104,5 ο αντί 109,5 ο λόγω της ύπαρξης δύο μη δεσμικών ηλεκτρονίων. μη δεσμικά ζεύγη e δύο δεσμοί «σ» O 2sp 3 -1s H Υβριδισμός του Ο στο Η 2 Ο. 2/2 Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων.

38 38 Υβριδισμός του Βe στο BeH 2. 1/2 Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. 38

39 39 Υβριδισμός του Βe στο BeH 2. 2/2 Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. υβριδισμός Δύο δεσμοί «σ» Be 2sp -1s H

40 40 Υβριδισμός του Ν στο Ν 2. 1/2 Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων.

41 41 Υβριδισμός του Ν στο Ν 2. 2/2 Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. σ π π Ένας δεσμός «σ» 2sp -2sp Δύο δεσμοί «π» 2p -2p μη δεσμικό ζεύγος e μη δεσμικό ζεύγος e

42 42 Υβριδισμός του Ν στην ΝΗ 3. 1/2 Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων.

43 43 Υβριδισμός του Ν στην ΝΗ 3. 2/2 Περιπτώσεις υβριδισμού άλλων ατόμων. 3 δεσμοί «σ» 2sp 3 -1s σ σ σ μη δεσμικό ζεύγος e 107,5 ο αντί 109,5 ο λόγω της ύπαρξης ενός μη δεσμικού ζεύγους ηλεκτρονίων.

44 © Dio Kos 2005 Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό

45 © Dio Kos Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.

46 © Dio Kos Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.

47 © Dio Kos Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.

48 © Dio Kos Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.

49 © Dio Kos Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.

50 © Dio Kos Να χαρακτηρίσετε ως «σ» ή «π» τους δεσμούς στο μόριο και να βρείτε ποια τροχιακά συμμετέχουν στον κάθε δεσμό.

51 51 Περιπτώσεις υβριδισμού sp 3 d και sp 3 d 2 Oι περιπτώσεις αυτές δεν ανήκουν στην εξεταστέα ύλη της Γ΄ λυκείου

52 52 Παράδειγμα υβριδισμού sp 3 d στον PCl 5. 1/3

53 53 Παράδειγμα υβριδισμού sp 3 d στο PCl 5. 2/3

54 54 Mία σωστότερη αντιμετώπιση είναι να θεωρήσουμε ότι το Cl έχει υποστεί υβριδισμό sp 3 οπότε οι «σ» δεσμοί είναι P Cl P (3sp 3 d) – Cl (3sp 3 ) Παράδειγμα υβριδισμού sp 3 d στον PCl 5. 3/3

55 55 Παράδειγμα υβριδισμού sp 3 d 2 στο SF 6. 1/3

56 56 Παράδειγμα υβριδισμού sp 3 d 2 στο SF 6. 2/3

57 57 Όμοια με την περίπτωση του PCl 5, σωστότερη αντιμετώπιση είναι να θεωρήσουμε ότι το F έχει υποστεί υβριδισμό sp 3 οπότε οι «σ» δεσμοί είναι S F S (3sp 3 d 2 ) – F (2sp 3 ) Παράδειγμα υβριδισμού sp 3 d 2 στο SF 6. 2/3 S F F F F F F


Κατέβασμα ppt "1 Ο υβριδισμός αναπτύχθηκε από τον Pauling το 1931 Υβριδικά τροχιακά. Επιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος 2 ο ΓΕΛ Αργυρούπολης."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google