Ένας Σύντομος Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων

Παρουσίαση με θέμα: "Ένας Σύντομος Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

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

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

3 Τα Σχήματα των Ατομικών Τροχιακών (Κυματικών Εξισώσεων) s, p, d και f
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 %

4 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

5 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

6 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

7 Η Πρόταση ενος Τετραεδρικού Άνθρακα από τον van’t Hoff & Le Bel (1874)
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Η Πρόταση ενος Τετραεδρικού Άνθρακα από τον van’t Hoff & Le Bel (1874)

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

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

10 Ομοιοπολικός Δεσμός: Σχηματίζεται όταν δύο Άτομα Συνεισφέρουν
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 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 1ης Περιόδου, 8 ε για άτομα 2ης & 3ης Περιόδου

11 Ανάλογα με τα ηλεκτρόνια σθένους, χωρίζουμε τα άτομα ως εξής:
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 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
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ 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

15 Δεσμοί με κυλινδρική συμμετρία ονομάζονται «Δεσμοί σίγμα (σ)»
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ 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 Ο Σχηματισμός ενός Δεσμού Απελευθερώνει Ενέργεια (ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ)
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) Απελευθερώνεται όταν Σχηματίζεται ο δεσμός

17 Υπάρχει μια βέλτιστη απόσταση μεταξύ των πυρήνων
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)

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

19 Εφαρμογή της Θεωρίας Συνδυασμού (Υβριδισμού) ατομικών τροχιακών
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):

20 Υβριδισμός ενός 2s & τριών 2p τροχιακών (μαθηματικός συνδυασμός)
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Υβριδισμός ενός 2s & τριών 2p τροχιακών (μαθηματικός συνδυασμός) δίνει 4, ισοδύναμα ενεργειακά, sp3 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 Μήκος Δεσμού 1,10 Å ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ 438 kj/mol (105 kcal/mol)
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Μήκος Δεσμού 1,10 Å ΙΣΧΥΣ ΔΕΣΜΟΥ 438 kj/mol (105 kcal/mol)

22 Εφαρμογή του υβριδισμού sp3 στο Αιθάνιο - C2H6
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Εφαρμογή του υβριδισμού sp3 στο Αιθάνιο - C2H6 Δομή Kekulé Δομή Lewis Συμπυκωμένη Δομή

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

24 Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού στο επίπεδο αιθένιο - C2H4
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού στο επίπεδο αιθένιο - C2H4 Τα τετραεδρικής συμμετρίας sp3 τροχιακά δεν μπορούν εξηγήσουν τη δομή του αιθυλενίου

25 Υβριδισμός ενός 2s & δύο 2p τροχιακών (μαθηματικός συνδυασμός)
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Ένα τροχιακό sp2 Υβριδισμός ενός 2s & δύο 2p τροχιακών (μαθηματικός συνδυασμός) Δίνει 3, ισοδύναμα ενεργειακά, sp2 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 sp2 τροχιακών.

26 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

27 Αν αφαιρέσουμε 420 kj/mol για τον απλο σ δεσμό,
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ 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 - C2H2
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού στο γραμμικό αιθύνιο - C2H2 Τα τετραεδρικά sp3 ή τα επίπεδα τριγωνικά sp2 τροχιακά δεν μπορούν εξηγήσουν τη δομή του ακετυλενίου

30 Υβριδισμός ενός 2s & ενός 2p τροχιακού (μαθηματικός συνδυασμός)
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.

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

32 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

33 Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού σε ετεροάτομα.
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ 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)

34 Επέκταση της Έννοιας του υβριδισμού σε ετεροάτομα.
OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ 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)

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

36 OPΓANIKH XHMEIA, TOMOΣ I – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

37