Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Γ΄ Λυκείου θεωρία δεσμού σθένους θεωρία μοριακών τροχιακών σίγμα και πι δεσμοί υβριδισμός Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Θεωρία δεσμού σθένους Το πρότυπο Lewis για το χημικό δεσμό προηγήθηκε των σύγχρονων απόψεων για το άτομο (κυματοσωματιδιακή φύση των ηλεκτρονίων) Διατυπώθηκαν και άλλες θεωρίες για το χημικό δεσμό, που βασίζονται στη διττή φύση του ηλεκτρονίου Θεωρία του δεσμού σθένους Θεωρία των μοριακών τροχιακών Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Θεωρία δεσμού σθένους Κατά την ανάπτυξη ομοιοπολικού δεσμού ανάμεσα σε δύο άτομα, τροχιακά της στιβάδας σθένους του ενός ατόμου επικαλύπτουν τροχιακά της στιβάδας σθένους του άλλου ατόμου. Η επικάλυψη αυτή αφορά ένα ή περισσότερα ζεύγη τροχιακών των δύο ατόμων. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Θεωρία δεσμού σθένους Όταν το τροχιακό του ενός ατόμου που συμμετέχει στο μηχανισμό της επικάλυψης περιέχει μονήρες ηλεκτρόνιο με θετικό spin και το τροχιακό του άλλου ατόμου περιέχει ηλεκτρόνι με αρνητικό spin δημιουργείται κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων που ανήκει και στα δύο άτομα. Η έλξη του ζεύγους ηλεκτρονίων από τους πυρήνες των δύο ατόμων οδηγεί στην ανάπτυξη του δεσμού ανάμεσα τους Η ισχύς του δεσμού είναι τόσο μεγαλύτερη, όσο μεγαλύτερη είναι η επικάλυψη των τροχιακών (αρχή μέγιστης επικάλυψης) Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Θεωρία δεσμού σθένους Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Η απόσταση των πυρήνων όπου επιτυγχάνεται η ελάχιστη ενέργεια λέγεται μήκος δεσμού. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Θεωρία μοριακών τροχιακών Κατά την ανάπτυξη ομοιοπολικού δεσμού ανάμεσα σε δύο άτομα, δημιουργούνται μοριακά τροχιακά από συδυασμό ατομικών τροχιακών. Όσα είναι τα ατομικά τροχιακά που συνδυάζονται τόσα είναι και τα μοριακά τροχιακά που δημιουργούνται. Τα μοριακά τροχιακά: είναι για τα μόρια ότι είναι για τα άτομα τα ατομικά τροχιακά. περιγράφουν περιοχές του χώρου όπου υπάρχει πιθανότητα να βρεθούν τα ηλεκτρόνια. περιβάλλουν δύο ή περισσότερους πυρήνες ενώ τα ατομικά τροχιακά περιβάλλουν ένα πυρήνα. έχουν ορισμένο σχήμα, μέγεθος και ενέργεια. Υπάρχουν δύο είδη μοριακών τροχιακών τα δεσμικά που έχουν χαμηλή ενέργεια και τα αντιδεσμικά που έχουν μεγάλη ενέργεια. Το κοινό ζεύγος τοποθετείται στα δεσμικά τροχιακά. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Σχηματισμός του μορίου Η2 Δύο άτομα Η πλησιάζουν για να σχηματίσουν μόριο Η2. Αρχικά κάθε ηλεκτρόνιο δέχεται δύναμη από τον πυρήνα γύρω από τον οποίο περιφέρεται. Καθώς πλησιάζουν τα ηλεκτρόνια ¨αισθάνονται” την έλξη και των δύο πυρήνων. Σχηματίζεται σταθερός δεσμός καθώς κάθε ζεύγος ηλεκτρονίων έλκεται και από τους δύο πυρήνες. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Δεσμοί σίγμα (σ) Όταν επικαλύπτονται τροχιακά s-s και s-p σχηματίζονται πάντα ομοιοπολικοί δεσμοί που λέγονται σίγμα. Το ίδιο συμβαίνει όταν επικαλύπτονται τροχιακά p-p κατά άξονα που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων (αξονική επικάλυψη) Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Δεσμοί πι (π) Όταν επικαλύπτονται πλευρικά τροχιακά p-p σχηματίζονται ομοιοπολικοί δεσμοί που λέγονται πι. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Δεσμοί σίγμα και πι Στους πι δεσμοί η επικάλυψη δεν είναι τόσο μεγάλη όσο στους σίγμα και γι’ αυτό οι πι δεσμοί είναι πιο ασθενείς. Οι απλοί δεσμοί είναι σίγμα. Οι διπλοί αποτελούνται από έναν σίγμα και ένα πι. Οι τριπλοί αποτελούνται από έναν σίγμα και δύο πι. π - δεσμός σ - δεσμός ηλεκτρονική πυκνότητα συμμετρικά κατανεμημένη κατά μήκος του άξονα του δεσμού ηλεκτρονική πυκνότητα συγκεντρωμένη εκατέρωθεν του άξονα του δεσμού Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Σχηματισμός του μορίου F2 2pz 2pz F F F F Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Σχηματισμός του μορίου ΗF 1s 2pz H F H F Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Σχηματισμός του μορίου Ν2 University of Dundee 2007 Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr Υβριδισμός Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH4 Είναι τετραεδρικό μόριο Γωνίες δεσμών περίπου 109,5° Μήκη δεσμών C-H 110 pm Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH4 Υβριδική κατάσταση του ατόμου 6C (το 2s τροχιακό και τα τρία 2p τροχιακά συνδυάζονται και δημιουργούνται τέσσερα υβριδικά sp3 τροχιακά με την ίδια ενέργεια) Προωθημένη κατάσταση του ατόμου 6C (με απορρόφηση ενέργειας -διέγερση- ένα ηλεκτρόνιο προωθείται από την 2s στην 2p 1s2, 2s1, 2p3 Το άτομο C έχει στη θεμελιώδη κατάσταση ηλεκτρονιακή δομή: 1s2, 2s2, 2p2 2p 2p sp3 2s 2s Ενέργεια τροχιακών Τα 4 υβριδικά τροχιακά δημιουργούν 4 δεσμούς ίδιας ενέργειας Έτσι υπάρχουν 4 ελεύθερα μονήρη ηλεκτρόνια διαφορετικής ενέργειας για δημιουργία 4 δεσμών. Υπάρχουν 2 μονήρη ηλεκτρόνια για δημιουργία δεσμών. Σχηματίζει όμως τέσσερις δεσμούς Ερμηνεία 1s Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH4 Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH4 επιτρέπει σχηματισμό 4 ισότιμων δεσμών οι δεσμοί στους οποίους συμμετέχουν sp3 υβριδικά τροχιακά είναι ισχυρότεροι από τους δεσμούς στους οποίους συμμετέχουν τροχιακά s και p Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH3CΗ3 Κάθε άτομο άνθρακα διατηρεί σε ένα βαθμό την τετραεδρική του δομή Μήκη δεσμών C-H 110 pm C-C 153 pm Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH3CΗ3 Τα τρία sp3 τροχιακά κάθε ατόμου C σχηματίζουν σίγμα απλούς δεσμούς με το s τροχιακό κάθε ατόμου Η Το τέταρτο sp3 τροχιακό σχηματίζει σίγμα δεσμό με το άλλο άτομο άνθρακα Στα αλκάνια υπάρχει δυνατότητα περιστροφής γύρω από τον δεσμό C-C με αποτέλεσμα να υπάρχουν πολλές διαμορφώσεις του μορίου Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH2=CH2 Είναι επίπεδο μόριο Γωνίες δεσμών περίπου 120° Μήκη δεσμών C-H 110 pm C=C 134 pm Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CΗ2=CH2 Υβριδική κατάσταση του ατόμου 6C (το 2s τροχιακό και τα δύο από τα τρία 2p τροχιακά συνδυάζονται και δημιουργούνται τρία υβριδικά sp2 τροχιακά με την ίδια ενέργεια) Προωθημένη κατάσταση του ατόμου 6C (με απορρόφηση ενέργειας -διέγερση- ένα ηλεκτρόνιο προωθείται από την 2s στην 2p 1s2, 2s1, 2p3 Το άτομο C έχει στη θεμελιώδη κατάσταση ηλεκτρονιακή δομή: 1s2, 2s2, 2p2 2p 2p 2p sp2 2s 2s Ενέργεια τροχιακών Τα 3 υβριδικά τροχιακά δημιουργούν 3 σίγμα δεσμούς και το p τροχιακό δημιουργεί π δεσμό Υπάρχουν 2 μονήρη ηλεκτρόνια για δημιουργία δεσμών. Σχηματίζει όμως τέσσερις δεσμούς Ερμηνεία Έτσι υπάρχουν 4 ελεύθερα μονήρη ηλεκτρόνια διαφορετικής ενέργειας για δημιουργία 4 δεσμών. 1s Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH2=CH2 Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH≡CH Είναι γραμμικό μόριο Γωνίες δεσμών Η-C≡C-H 180° Μήκη δεσμών C-H 106 pm C≡C 120 pm Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH≡CH Υβριδική κατάσταση του ατόμου 6C (το 2s τροχιακό και ένα από τα τρία 2p τροχιακά συνδυάζονται και δημιουργούνται δύο υβριδικά sp τροχιακά με την ίδια ενέργεια) Το άτομο C έχει στη θεμελιώδη κατάσταση ηλεκτρονιακή δομή: 1s2, 2s2, 2p2 Προωθημένη κατάσταση του ατόμου 6C (με απορρόφηση ενέργειας -διέγερση- ένα ηλεκτρόνιο προωθείται από την 2s στην 2p 1s2, 2s1, 2p3 2p 2p 2p sp 2s 2s Ενέργεια τροχιακών Τα 2 υβριδικά τροχιακά δημιουργούν 2 σίγμα δεσμούς και τα δύο p τροχιακά δημιουργούν π δεσμούς Έτσι υπάρχουν 4 ελεύθερα μονήρη ηλεκτρόνια διαφορετικής ενέργειας για δημιουργία 4 δεσμών. Υπάρχουν 2 μονήρη ηλεκτρόνια για δημιουργία δεσμών. Σχηματίζει όμως τέσσερις δεσμούς Ερμηνεία 1s Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο CH≡CH Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο BeH2 Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο BeH2 Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο BF3 θεμελιώδης κατάσταση προωθημένη κατάσταση υβριδική κατάσταση Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο BF3 Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Υβριδισμός στο μόριο BF3 Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr