Υβριδισμός Θεωρία δεσμού σθένους Παραδείγματα Ασκήσεις Προβλήματα Αναλογίες ? Παλιότερα θέματα όρος στη Βιολογία Ενέργεια Αντιδράσεις Επιστήμονες.

Παρουσίαση με θέμα: "Υβριδισμός Θεωρία δεσμού σθένους Παραδείγματα Ασκήσεις Προβλήματα Αναλογίες ? Παλιότερα θέματα όρος στη Βιολογία Ενέργεια Αντιδράσεις Επιστήμονες."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Υβριδισμός Θεωρία δεσμού σθένους Παραδείγματα Ασκήσεις Προβλήματα Αναλογίες ? Παλιότερα θέματα όρος στη Βιολογία Ενέργεια Αντιδράσεις Επιστήμονες

2 Θεωρία δεσμού σθένους Θεωρίες περιγραφής ομοιοπολικού δεσμού Προ-κβαντικές Ηλεκτρονιακή θεωρία σθένους Κβαντικές Δεσμού σθένους Μοριακών τροχιακών Lewis Gilbert Newton (1875 - 1946) Nobel Χημείας 1954 για την εργασία του τη σχετική με τη φύση των χημικών δεσμών Linus Pauling (1901 - 1994) Νοbel Ειρήνης 1962 για τη σθεναρή του στάση εναντίον των πυρηνικών εξοπλισμών. “No more war” 1/2

3 Θεωρία δεσμού σθένους Βασικές αρχές της Θεωρίας 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 ισχύς του δεσμού είναι τόσο μεγαλύτερη, όσο ο βαθμός επικάλυψης των τροχιακών αυτών είναι μεγαλύτερος. Αν στο κάθε τροχιακό που συμμετέχει στο μηχανισμό αυτό της επικάλυψης περιέχεται ένα μονήρες ηλεκτρόνιο, τότε ηλεκτρόνια με αντιπαράλληλο σπιν δημιουργούν ζεύγη ηλεκτρονίων που ανήκουν και στα δύο άτομα. Η έλξη του ζεύγους ηλεκτρονίων από τους πυρήνες των δύο ατόμων οδηγεί στην ανάπτυξη του δεσμού ανάμεσά τους. 2/2

4 Θεωρία δεσμού σθένους Περιγραφή σχηματισμού μορίων με τη Θ.Δ.Σ. Σχηματισμός μορίων Χωρίς υβριδισμόΜε υβριδισμό υδρογόνο υδροφθόριο φθόριο άζωτο φθοριούχο βηρύλιο φθοριούχο βόριο μεθάνιο

5 Θεωρία δεσμού σθένους Ασκήσεις σχηματισμού μορίων με τη Θ.Δ.Σ. Σχηματισμός μορίων Με υβριδισμό αιθάνιο αιθένιο αιθίνιο

6 Θεωρία δεσμού σθένους Ασκήσεις σχηματισμού μορίων με τη Θ.Δ.Σ. Σχηματισμός μορίων Με υβριδισμό προπαδιένιο προπίνιο βενζόλιο

7 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Θεωρία δεσμού σθένους Δεσμοί σ (s & p) 1s1s H α) Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 1 Η; β) Ποια είναι η γραφική απεικόνιση του τροχιακού με τη μεγαλύτερη ενέργεια; α) β) 1/2

8 Θεωρία δεσμού σθένους Δεσμοί σ (s & s) 1s1s 1s1s HH H2H2 σ Κυλινδρική συμμετρία 2/2

9 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Θεωρία δεσμού σθένους Δεσμοί σ (s & p) α) Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 1 Η; β) Ποια είναι η γραφική απεικόνιση του τροχιακού με τη μεγαλύτερη ενέργεια; α) β) 1s1s H 1/3

10 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Θεωρία δεσμού σθένους Δεσμοί σ (s & p) α) Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 9 F; β) Ποια είναι η γραφική απεικόνιση του τροχιακού με τη μεγαλύτερη ενέργεια; α) β) F 2p 2/3

11 Θεωρία δεσμού σθένους 1s1s H F 2p Δεσμοί σ (s & p) Επικάλυψη ενός s και ενός p ατομικού τροχιακού κατά μήκος του άξονα που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων. HF σ 3/3

12 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Θεωρία δεσμού σθένους Δεσμοί σ (p & p) α) Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 9 F; β) Ποια είναι η γραφική απεικόνιση του τροχιακού με τη μεγαλύτερη ενέργεια; α) β) F 2p 1/2

13 Θεωρία δεσμού σθένους F 2p Επικάλυψη p ατομικών τροχιακών κατά μήκος του άξονα που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων. F 2p Δεσμοί σ (p & p) F2F2 σ 2/2

14 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Θεωρία δεσμού σθένους Δεσμοί σ και π α) Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 7 N; β) Ποια είναι η γραφική απεικόνιση του τροχιακού με τη μεγαλύτερη ενέργεια; α) β) N 2p 1/3

15 Θεωρία δεσμού σθένους Επικάλυψη p ατομικών τροχιακών κατά μήκος του άξονα που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων. N 2p N Δημιουργία σ δεσμού 2/3

16 Θεωρία δεσμού σθένους Πλευρική επικάλυψη p ατομικών τροχιακών. Δημιουργία π δεσμού Ν2Ν2 δύο π δεσμοί 3/3

17 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Θεωρία δεσμού σθένους α) Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 9 F; β) Ποια είναι η γραφική απεικόνιση του τροχιακού με τη μεγαλύτερη ενέργεια; α) β) F 2p 1/7

18 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Θεωρία δεσμού σθένους Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 4 Be; Πώς σχηματίζεται η ένωση BeF 2 αφού το βηρύλιο δε διαθέτει μονήρες ηλεκτρόνιο οπότε φαίνεται πως δε σχηματίζει κανένα ομοιοπολικό δεσμό; BeF 2 2/7

19 Θεωρία δεσμού σθένους 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Προωθώντας το e του 2s τροχιακού στο 2p, τι είδους δεσμοί θα σχηματίζονταν στο μόριο BeF 2 ; 3/7

20 Θεωρία δεσμού σθένους BeF σ σ Πειραματικά αποδεικνύεται πως οι δύο δεσμοί στην ένωση BeF 2 είναι ισότιμοι. ισότιμοι δεσμοί 4/7

21 Θεωρία δεσμού σθένους 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 2p sp Υβριδισμός sp Συνεισφορά: 50% s και 50%p 5/7

22 Θεωρία δεσμού σθένους Γραφική απεικόνιση υβριδισμού sp 2 sp υβριδικά ατομικά τροχιακά ευθύγραμμα διατεταγμένα 6/7

23 Θεωρία δεσμού σθένους BeF 2 Be F F sp p p Δύο σ δεσμοί που σχηματίζονται από την αλληλεπικάλυψη sp υβριδικών ατομικών τροχιακών του βηρυλίου και p ατομικών τροχιακών του φθορίου κατά μήκος του άξονα που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων. 7/7

24 Θεωρία δεσμού σθένους 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d α) Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 9 F; β) Ποια είναι η γραφική απεικόνιση του τροχιακού με τη μεγαλύτερη ενέργεια; α) β) F 2p 1/5

25 Θεωρία δεσμού σθένους 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 5 B; Πώς σχηματίζεται η ένωση BF 3 αφού το βόριο διαθέτει ένα μονήρες ηλεκτρόνιο οπότε φαίνεται πως σχηματίζει ένα μόνο ομοιοπολικό δεσμό; BF 3 2/5

26 Θεωρία δεσμού σθένους 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 2p sp 2 Υβριδισμός sp 2 Συνεισφορά: 33,33% s και 66,67%p 3/5

27 Θεωρία δεσμού σθένους Γραφική απεικόνιση υβριδισμού sp 2 3 sp 2 υβριδικά ατομικά τροχιακά που σχηματίζουν ανά δύο γωνία 120 ο σε επίπεδη τριγωνική διάταξη. 4/5

28 Θεωρία δεσμού σθένους BF 3 B F F sp 2 p p Τρεις σ δεσμοί που σχηματίζονται από την αλληλεπικάλυψη sp 2 υβριδικών ατομικών τροχιακών του βορίου και p ατομικών τροχιακών του φθορίου κατά μήκος του άξονα που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων. p sp 2 5/5

29 Θεωρία δεσμού σθένους 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 4s4s 2p 3p 3d Ποια είναι η κατανομή ηλεκτρονίων στο 6 C; Πώς σχηματίζεται η ένωση CH 4 αφού ο άνθρακας διαθέτει δύο μονήρη ηλεκτρόνια οπότε φαίνεται πως σχηματίζει δύο μόνο ομοιοπολικούς δεσμούς; CH 4 1/4

30 Θεωρία δεσμού σθένους 1s1s 2s 3s Ενεργειακές στάθμες 2p sp 3 Υβριδισμός sp 3 Συνεισφορά: 25% s και 75% p 2/4

31 Θεωρία δεσμού σθένους Γραφική απεικόνιση υβριδισμού sp 3 4 sp 3 υβριδικά ατομικά τροχιακά που σχηματίζουν ανά δύο γωνία 109,5 ο σε τετραεδρική διάταξη. 3/4

32 Θεωρία δεσμού σθένους CH 4 C H Η Τέσσερες σ δεσμοί που σχηματίζονται από την αλληλεπικάλυψη sp 3 υβριδικών ατομικών τροχιακών του άνθρακα και s ατομικών τροχιακών του υδρογόνου. sp 3 s Η Η s s s 4/4

33 Θεωρία δεσμού σθένους Σχετική ενέργεια υβριδικών τροχιακών Ενεργειακές στάθμες sp 3 sp 2 sp 2s 2p Να εξηγήσετε τις σχετικές ενεργειακές στάθμες των υβριδικών τροχιακών. Συνεισφορά: 25% s και 75% p Συνεισφορά: 33,33% s και 66,67%p Συνεισφορά: 50% s και 50%p

34 Θεωρία δεσμού σθένους Να περιγραφούν οι δεσμοί στο μόριο του αιθανίου C2H6C2H6 C H Η sp 3 s Η Η s s s H H s s 6 σ δεσμοί (sp 3 του C με s του Η) 1 σ δεσμός (sp 3 του C με sp 3 του C)

35 Θεωρία δεσμού σθένους Να περιγραφούν οι δεσμοί στο μόριο του αιθενίου C2H4C2H4 C H Η s Η sp 2 s s s H 4 σ δεσμοί (sp 2 του C με s του Η) 1 σ δεσμός (sp 2 του C με s sp 2 του C) 1 π δεσμός (πλευρική επικάλυψη p ατομικών τροχιακών του C) C sp 2 π

36 Θεωρία δεσμού σθένους Να περιγραφούν οι δεσμοί στο μόριο του αιθινίου C2H2C2H2 C Η s sp s H 2 σ δεσμοί (sp του C με s του Η) 1 σ δεσμός (sp του C με sp του C) 2 π δεσμοί (πλευρική επικάλυψη p ατομικών τροχιακών του C) C sp π π

37 Θεωρία δεσμού σθένους Να περιγραφούν οι δεσμοί στο μόριο του προπαδιένιου C3H4C3H4 C H Η s Η sp 2 s s sp sp 2 4 σ δεσμοί (sp 2 του C με s του Η) 2 σ δεσμοί (sp του C με sp 2 του C) 2 π δεσμοί (πλευρική επικάλυψη p ατομικών τροχιακών του C) C sp π π sp 2

38 Θεωρία δεσμού σθένους Να περιγραφούν οι δεσμοί στο μόριο του προπίνιου C3H4C3H4 C H Η s Η sp 3 s s H sp sp 3 3 σ δεσμοί (sp 3 του C με s του Η) 1 σ δεσμός (sp 3 του C με sp του C) 1 σ δεσμός (sp του C με sp του C) 1 σ δεσμός (sp του C με s του Η) 2 π δεσμοί (πλευρική επικάλυψη p ατομικών τροχιακών του C) C sp π C sp 3 π sp

39 Θεωρία δεσμού σθένους Να περιγραφούν οι δεσμοί στο μόριο του βενζόλιου C6H6C6H6 C HΗ s Η sp 2 s s s H 6 σ δεσμοί (sp 2 του C με s του Η) 6 σ δεσμοί (sp 2 του C με sp 2 του C) π δεσμός (πλευρική επικάλυψη p ατομικών τροχιακών του C, μη εντοπισμένος) C π

40 Θεωρία δεσμού σθένους Αντιδράσεις Σας δίνεται η παρακάτω χημική εξίσωση της αντίδρασης προσθήκης υδρογόνου σε αιθένιο. Να συμπληρώσετε τους παρακάτω πίνακες με τον αριθμό των σ δεσμών που αφορούν στο καθένα χημικό είδος και να διακρίνετε τις μεταβολές στη φύση και στον αριθμό των δεσμών. Να μη λάβετε υπόψη τη θεωρία προσρόφησης των καταλυτών που χρησιμοποιούνται. spspsp 2 sp 3 s p sp sp 2 sp 3 spspsp 2 sp 3 s p sp sp 2 sp 3 spspsp 2 sp 3 s p sp sp 2 sp 3 Για το αιθένιο Για το υδρογόνοΓια το αιθάνιο 4 1 1 6 1

41 Θεωρία δεσμού σθένους Παλιότερα θέματα ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ΄ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 29 ΜΑΪΟΥ 2002 1.4. Δεσμός σ που προκύπτει με επικάλυψη sp 2 -sp 2 υβριδικών τροχιακών υπάρχει στην ένωση α. CH 4 β. CH 3 - CH 3 γ. CH 2 = CH 2 δ. CH o CH 1/5

42 Θεωρία δεσμού σθένους Παλιότερα θέματα ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ΄ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 8 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 2.1. Δίνεται η οργανική ένωση της οποίας τα άτοµα άνθρακα αριθµούνται από 1 έως 4, όπως φαίνεται παραπάνω. α. Πόσοι δεσµοί σ (σίγµα) και πόσοι δεσµοί π (πι) υπάρχουν στην ένωση; Μονάδες 3 β. Μεταξύ ποιων ατόµων σχηµατίζονται οι π δεσµοί; Μονάδες 4 γ. Να αναφέρετε τι είδος υβριδικά τροχιακά έχει κάθε άτοµο άνθρακα της ένωσης. Μονάδες 6 π sp 2 - sp 2 s - sp 2 sp 2 - sp π sp - sp sp - s 2/5

43 Θεωρία δεσμού σθένους Παλιότερα θέματα ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ΄ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 11 ΙΟΥΛΙΟΥ 2003 1.3. Στο µόριο του CH 2 =CH-Cl, ο δεσµός σίγµα (σ) µεταξύ των ατόµων του άνθρακα προκύπτει µε επικάλυψη υβριδικών τροχιακών α. sp 3 – sp 3 β. sp - sp γ. sp 2 - sp δ. sp 2 – sp 2 3/5

44 Θεωρία δεσμού σθένους Παλιότερα θέματα ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 26 ΜΑΪΟΥ 2004 1.2. Στο µόριο του CH 2 = CH 2 τα δύο άτοµα του C συνδέονται µεταξύ τους µε α. δύο δεσµούς σ του τύπου sp – s. β. δύο δεσµούς σ του τύπου sp 2 – sp 2. γ. ένα δεσµό σ τύπου sp 2 – sp 2 και ένα π δεσµό που προκύπτει µε επικάλυψη p z – p z. δ. ένα δεσµό σ τύπου sp – s και ένα δεσµό π που προκύπτει µε επικάλυψη p z – p z. 4/5

45 Θεωρία δεσμού σθένους Παλιότερα θέματα ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ΄ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 6 ΙΟΥΛΙΟΥ 2004 1.3. O δεσµός π (πι) προκύπτει µε επικάλυψη τροχιακών τύπου: α. s – s β. sp 3 - p γ. p - p δ. sp 2 – s όχι πάντοτε (γιατί; ) 5/5

46 Υβριδισμός Αναλογίες Άνδρας & Άλογο Άνδρας & Ταύρος Γυναίκα & Πτηνό Γυναίκα & Λιοντάρι & Πτηνό Άνδρας & Τράγος Άνδρας & Λύκος Άνδρας & Ψάρι

47 Θεωρία δεσμού σθένους Αναλογίες υβριδισμού "Ο κένταυρος Νέσσος απαγάγει τη Διηάνειρα" του Guido Reni (1575 - 1642)

48 Θεωρία δεσμού σθένους Αναλογίες υβριδισμού "Ο Θησέας σκοτώνει το Μινώταυρο" γλυπτό του Antoine-Louis Barye (1795-1875)

49 Θεωρία δεσμού σθένους Αναλογίες υβριδισμού "Πάνας και Ψυχή" του Edward Burne-Jones (1833 – 1898)

50 Θεωρία δεσμού σθένους Αναλογίες υβριδισμού τρίτωνας

51 Θεωρία δεσμού σθένους Αναλογίες υβριδισμού Αγ. Χριστόφορος ο κυνοκέφαλος

52 Θεωρία δεσμού σθένους Αναλογίες υβριδισμού Ο Οδυσσέας περνώντας από το νησί των Σειρήνων

53 Θεωρία δεσμού σθένους Αναλογίες υβριδισμού Σφίγγα (Μουσείο Δελφών) "Ο Οιδίποδας λύνει το αίνιγμα της Σφίγγας" πίνακας του Ingres (1780 - 1867)

54 Θεωρία δεσμού σθένους Ο όρος υβριδισμός Κάπρος Εξημερωμένο γουρούνι HYBRIDA ή BASTARDA

55 Θεωρία δεσμού σθένους 1870 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1880 Einstein Albert (1879 - 1955) Otto Hahn (1879 - 1968) Fleming Alexander (1881 - 1955) Schrodinger Erwin (1887 - 1961) de Broglie Louis (1892 - 1987) London Fritz (1900 - 1954) Pauli Wolfgang (1900 - 1958) Pauling Linus (1901 - 1994) Bohr Niels (1885 - 1962) 1990 2000 Heisenberg Werner (1901 - 1976)

56 Θεωρία δεσμού σθένους "Dihybrid Cross"