Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ένας Σύντομος Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ένας Σύντομος Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ένας Σύντομος Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων

2 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ατομική Δομή Χώρος γύρω από τον πυρήνα Όπου περιστρέφονται τα ηλεκτρόνια Χώρος γύρω από τον πυρήνα Όπου περιστρέφονται τα ηλεκτρόνια

3 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Τα Σχήματα των Ατομικών Τροχιακών (Κυματικών Εξισώσεων) s, p, d και f Ορίζουν την Περιοχή όπου το Ηλεκτρόνιο Βρίσκεται κατά % Τα Σχήματα των Ατομικών Τροχιακών (Κυματικών Εξισώσεων) s, p, d και f Ορίζουν την Περιοχή όπου το Ηλεκτρόνιο Βρίσκεται κατά %

4 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

5

6

7 Η Πρόταση ενος Τετραεδρικού Άνθρακα από τον van’t Hoff & Le Bel (1874)

8 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ε i (Ενέργεια Ιοντισμού): Η ενέργεια που δίνουμε ώστε να αποσπαστεί Ένα ηλεκτρόνιο σθένους (από την εξωτερική στοιβάδα) Π.χ., Na o -> Na + E i = 118, 5 kcal/mol (496 kJ/mol) Ε i (Ενέργεια Ιοντισμού): Η ενέργεια που δίνουμε ώστε να αποσπαστεί Ένα ηλεκτρόνιο σθένους (από την εξωτερική στοιβάδα) Π.χ., Na o -> Na + E i = 118, 5 kcal/mol (496 kJ/mol)

9 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ E ea (Ηλεκτρονική Συγγένεια): Η Ενέργεια που απελευθερώνεται όταν Ένα Ηλεκτρόνιο Προστίθεται στην Εξωτερική Στοιβάδα ενός Στοιχείου Π.χ., Cl -> Cl - E ea = -349 kj/mol (-83,3 kcal/mol) E ea (Ηλεκτρονική Συγγένεια): Η Ενέργεια που απελευθερώνεται όταν Ένα Ηλεκτρόνιο Προστίθεται στην Εξωτερική Στοιβάδα ενός Στοιχείου Π.χ., Cl -> Cl - E ea = -349 kj/mol (-83,3 kcal/mol)

10 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ομοιοπολικός Δεσμός: Σχηματίζεται όταν δύο Άτομα Συνεισφέρουν Από ΄Ενα Ηλεκτρόνιο στο Δεσμό. Ένας Εύκολος Τρόπος Απεικόνισης: Δομές Lewis Ομοιοπολικός Δεσμός: Σχηματίζεται όταν δύο Άτομα Συνεισφέρουν Από ΄Ενα Ηλεκτρόνιο στο Δεσμό. Ένας Εύκολος Τρόπος Απεικόνισης: Δομές Lewis Ζωγραφίζουμε το κάθε άτομο με γύρω του τελείες που αντιστοιχούν στα ηλεκτρόνια σθένους. Συνδυάζουμε σε ζεύγη τα ηλεκτρόνια σθένους στο μόριο ώστε κάθε άτομο να έχει συμπληρωμένη την εξωτερική του στοιβάδα (2 e για άτομα 1 ης Περιόδου, 8 ε για άτομα 2 ης & 3 ης Περιόδου Ζωγραφίζουμε το κάθε άτομο με γύρω του τελείες που αντιστοιχούν στα ηλεκτρόνια σθένους. Συνδυάζουμε σε ζεύγη τα ηλεκτρόνια σθένους στο μόριο ώστε κάθε άτομο να έχει συμπληρωμένη την εξωτερική του στοιβάδα (2 e για άτομα 1 ης Περιόδου, 8 ε για άτομα 2 ης & 3 ης Περιόδου

11 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ανάλογα με τα ηλεκτρόνια σθένους, χωρίζουμε τα άτομα ως εξής: Άτομα με n=1, 2 ή 3 e σθένους σχηματίζουν 1, 2 ή 3 δεσμούς, αντίστοιχα Άτομα με n=4 ή περισσότερα e σχηματίζουν 8-n δεσμούς Ανάλογα με τα ηλεκτρόνια σθένους, χωρίζουμε τα άτομα ως εξής: Άτομα με n=1, 2 ή 3 e σθένους σχηματίζουν 1, 2 ή 3 δεσμούς, αντίστοιχα Άτομα με n=4 ή περισσότερα e σχηματίζουν 8-n δεσμούς Ηλεκτρόνια Σθένους που δεν Χρησιμοποιούνται Για το Σχηματισμό Δεσμών ονομάζονται: ΑΔΕΣΜΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ή ΜΟΝΗΡΗ ΖΕΥΓΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ Ηλεκτρόνια Σθένους που δεν Χρησιμοποιούνται Για το Σχηματισμό Δεσμών ονομάζονται: ΑΔΕΣΜΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ή ΜΟΝΗΡΗ ΖΕΥΓΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ

12

13 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

14 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΟΜΟΙΠΟΛΙΚΩΝ ΔΕΣΜΩΝ: 1. Θεωρία Δεσμού Σθένους ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΟΜΟΙΠΟΛΙΚΩΝ ΔΕΣΜΩΝ: 1. Θεωρία Δεσμού Σθένους Ένας ομοιοπολικός δεσμός σχηματίζεται όταν δύο άτομα πλησιάσουν ώστε τα «ημιπληρωμένα» Ατομικά Τροχιακά τους να αλληλεπικαλύπτονται Το ζεύγος ηλεκτρονιών (με αντιπαράλληλο spin) έλκουν τους θετικούς πυρήνες και τους φέρνουν κοντά, σχηματίζοντας το δεσμό. Όσο μεγαλύτερη αλλυλεπικάλυψη τόσο ισχυρότερος ο δεσμός Τα άτομα διατηρούν τα ατομικά τροχιακά, αλλά το ζεύγος ηλεκτρονίων ανήκει και στα δύο άτομα Ένας ομοιοπολικός δεσμός σχηματίζεται όταν δύο άτομα πλησιάσουν ώστε τα «ημιπληρωμένα» Ατομικά Τροχιακά τους να αλληλεπικαλύπτονται Το ζεύγος ηλεκτρονιών (με αντιπαράλληλο spin) έλκουν τους θετικούς πυρήνες και τους φέρνουν κοντά, σχηματίζοντας το δεσμό. Όσο μεγαλύτερη αλλυλεπικάλυψη τόσο ισχυρότερος ο δεσμός Τα άτομα διατηρούν τα ατομικά τροχιακά, αλλά το ζεύγος ηλεκτρονίων ανήκει και στα δύο άτομα

15 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Δεσμοί με κυλινδρική συμμετρία ονομάζονται «Δεσμοί σίγμα (σ)» Είναι γενικά οι πιο ισχυροί Δεσμοί με κυλινδρική συμμετρία ονομάζονται «Δεσμοί σίγμα (σ)» Είναι γενικά οι πιο ισχυροί Θα δούμε σε λίγο ότι p ατομικά τροχιακά μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς χωρίς Κυλινδρική Συμμετρία που ονομάζονται: «Δεσμοί π »

16 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ο Σχηματισμός ενός Δεσμού Απελευθερώνει Ενέργεια (ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ) (Για να σπάσει ο Δεσμός Απαιτείται η Ίδια Ενέργεια) Η Ισχύς Δεσμού είναι χαρακτηριστική για κάθε Ζεύγαρι Ατόμων (Είναι 436 kJ/mol για το Η-Η) Ο Σχηματισμός ενός Δεσμού Απελευθερώνει Ενέργεια (ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ) (Για να σπάσει ο Δεσμός Απαιτείται η Ίδια Ενέργεια) Η Ισχύς Δεσμού είναι χαρακτηριστική για κάθε Ζεύγαρι Ατόμων (Είναι 436 kJ/mol για το Η-Η) Απελευθερώνεται όταν Σχηματίζεται ο δεσμός

17 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Υπάρχει μια βέλτιστη απόσταση μεταξύ των πυρήνων Χαρακτηριστική για κάθε ζεύγος πυρήνων, που ονομάζεται: ΜΗΚΟΣ ΔΕΣΜΟΥ (Είναι 0,74 Å για το Η-Η) Υπάρχει μια βέλτιστη απόσταση μεταξύ των πυρήνων Χαρακτηριστική για κάθε ζεύγος πυρήνων, που ονομάζεται: ΜΗΚΟΣ ΔΕΣΜΟΥ (Είναι 0,74 Å για το Η-Η)

18 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΟΜΟΙΠΟΛΙΚΩΝ ΔΕΣΜΩΝ: 2. Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (Molecular Orbital – MO) ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΟΜΟΙΠΟΛΙΚΩΝ ΔΕΣΜΩΝ: 2. Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (Molecular Orbital – MO) Δεσμικό ΜΟ Ο μαθηματικός συνδυασμός ατομικών τροχιακών (κυματοσυναρτήσεων) που οδηγεί στο σχηματισμό νέων ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ τα οποία ανήκουν σε «ολοκληρο» το μόριο: ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ: 1. Τα μοριακά τροχιακά είναι για τα μόρια ότι τα ατομικά τροχιακά για τα άτομα. Έχουν μέγεθος, σχήμα, ενέργεια. 2. Συνδυασμός N ατομικών τροχιακών παράγει Ν (τον ίδιο αριθμό) Μοριακών Τροχιακών 3. ΜΟ χαμηλότερης ενέργειας από τα αρχικά ΑΟ έιναι ΔΕΣΜΙΚΑ. Υψηλότερης Ενέργειας είναι ΑΝΤΙΔΕΣΜΙΚΑ. Ίσης Ενέργειας είναι ΑΔΕΣΜΙΚΑ. Ο μαθηματικός συνδυασμός ατομικών τροχιακών (κυματοσυναρτήσεων) που οδηγεί στο σχηματισμό νέων ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ τα οποία ανήκουν σε «ολοκληρο» το μόριο: ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ: 1. Τα μοριακά τροχιακά είναι για τα μόρια ότι τα ατομικά τροχιακά για τα άτομα. Έχουν μέγεθος, σχήμα, ενέργεια. 2. Συνδυασμός N ατομικών τροχιακών παράγει Ν (τον ίδιο αριθμό) Μοριακών Τροχιακών 3. ΜΟ χαμηλότερης ενέργειας από τα αρχικά ΑΟ έιναι ΔΕΣΜΙΚΑ. Υψηλότερης Ενέργειας είναι ΑΝΤΙΔΕΣΜΙΚΑ. Ίσης Ενέργειας είναι ΑΔΕΣΜΙΚΑ.

19 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Εφαρμογή της Θεωρίας Συνδυασμού (Υβριδισμού) ατομικών τροχιακών στην Περίπτωση του Τετραεδρικού Άνθρακα. Το πρόβλημα που έλυσε ο Linus Pauling (1931): Εφαρμογή της Θεωρίας Συνδυασμού (Υβριδισμού) ατομικών τροχιακών στην Περίπτωση του Τετραεδρικού Άνθρακα. Το πρόβλημα που έλυσε ο Linus Pauling (1931):

20 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Υβριδισμός ενός 2s & τριών 2p τροχιακών (μαθηματικός συνδυασμός) δίνει 4, ισοδύναμα ενεργειακά, sp 3 υβριδικά ατομικά τροχιακά τα οποία κατευθύνονται στις ακμές ενός κανονικού τετραέδρου. Υβριδισμός ενός 2s & τριών 2p τροχιακών (μαθηματικός συνδυασμός) δίνει 4, ισοδύναμα ενεργειακά, sp 3 υβριδικά ατομικά τροχιακά τα οποία κατευθύνονται στις ακμές ενός κανονικού τετραέδρου. Η ασυμμετρία των υβριδικών τροχιακών οφείλεται στα + και – πρόσημα που έχουν οι λοβοί των κυματοσυναρτήσεων (τροχιακών) p

21 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Μήκος Δεσμού 1,10 Å ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ 438 kj/mol (105 kcal/mol) Μήκος Δεσμού 1,10 Å ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ 438 kj/mol (105 kcal/mol)

22 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Δομή Lewis Δομή Kekulé Συμπυκωμένη Δομή Εφαρμογή του υβριδισμού sp 3 στο Αιθάνιο - C 2 H 6

23 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ 420 kj/mol (90 kcal/mol) ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ 420 kj/mol (90 kcal/mol)

24 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού στο επίπεδο αιθένιο - C 2 H 4 Τα τετραεδρικής συμμετρίας sp 3 τροχιακά δεν μπορούν εξηγήσουν τη δομή του αιθυλενίου

25 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ένα τροχιακό sp 2 Υβριδισμός ενός 2s & δύο 2p τροχιακών (μαθηματικός συνδυασμός) Δίνει 3, ισοδύναμα ενεργειακά, sp 2 υβριδικά ατομικά τροχιακά τα οποία Βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο και κατευθύνονται στις ακμές ενός Ισοσκελούς τριγώνου. Συγχρόνως παραμένει ένα τροχιακό p κάθετο στο επίπεδο των sp 2 τροχιακών. Υβριδισμός ενός 2s & δύο 2p τροχιακών (μαθηματικός συνδυασμός) Δίνει 3, ισοδύναμα ενεργειακά, sp 2 υβριδικά ατομικά τροχιακά τα οποία Βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο και κατευθύνονται στις ακμές ενός Ισοσκελούς τριγώνου. Συγχρόνως παραμένει ένα τροχιακό p κάθετο στο επίπεδο των sp 2 τροχιακών.

26 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

27 ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ C=C 611 kj/mol (146 kcal/mol) Αν αφαιρέσουμε 420 kj/mol για τον απλο σ δεσμό, Ο π δεσμός έχει ισχύ: 191 kJ/mol ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ C=C 611 kj/mol (146 kcal/mol) Αν αφαιρέσουμε 420 kj/mol για τον απλο σ δεσμό, Ο π δεσμός έχει ισχύ: 191 kJ/mol

28 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

29 Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού στο γραμμικό αιθύνιο - C 2 H 2 Τα τετραεδρικά sp 3 ή τα επίπεδα τριγωνικά sp 2 τροχιακά δεν μπορούν εξηγήσουν τη δομή του ακετυλενίου

30 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Δύο τροχιακά sp Υβριδισμός ενός 2s & ενός 2p τροχιακού (μαθηματικός συνδυασμός) Δίνει 2, ισοδύναμα ενεργειακά, sp υβριδικά ατομικά τροχιακά τα οποία Βρίσκονται στην ίδιο ευθεία και κατευθύνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Συγχρόνως παραμένουν δύο τροχιακά p Κάθετα μεταξύ τους αλλά και κάθετα στήν ευθεία των δύο sp τροχιακών. Υβριδισμός ενός 2s & ενός 2p τροχιακού (μαθηματικός συνδυασμός) Δίνει 2, ισοδύναμα ενεργειακά, sp υβριδικά ατομικά τροχιακά τα οποία Βρίσκονται στην ίδιο ευθεία και κατευθύνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Συγχρόνως παραμένουν δύο τροχιακά p Κάθετα μεταξύ τους αλλά και κάθετα στήν ευθεία των δύο sp τροχιακών.

31 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ 835 kj/mol (200 kcal/mol) (224 kj/mol για τον 2 ο π δεσμό) ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ 835 kj/mol (200 kcal/mol) (224 kj/mol για τον 2 ο π δεσμό)

32 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

33 Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού σε ετεροάτομα. Η περίπτωση του Αζώτου Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού σε ετεροάτομα. Η περίπτωση του Αζώτου ΜΗΚΟΣ ΔΕΣΜΟΥ Ν-Η = 1,008 Å ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ = 449 kJ/mol (107 kcal/mol) ΜΗΚΟΣ ΔΕΣΜΟΥ Ν-Η = 1,008 Å ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ = 449 kJ/mol (107 kcal/mol)

34 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού σε ετεροάτομα. Η περίπτωση του Οξυγόνου Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού σε ετεροάτομα. Η περίπτωση του Οξυγόνου ΜΗΚΟΣ ΔΕΣΜΟΥ Ο-Η = 0,958 Å ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ = 498 kJ/mol (119 kcal/mol) ΜΗΚΟΣ ΔΕΣΜΟΥ Ο-Η = 0,958 Å ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ = 498 kJ/mol (119 kcal/mol)

35 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού σε ετεροάτομα. Η περίπτωση του Τριφθοριούχου Βορίου Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού σε ετεροάτομα. Η περίπτωση του Τριφθοριούχου Βορίου

36 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

37


Κατέβασμα ppt "OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ένας Σύντομος Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων"

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google