MO4 Chemie

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Chemická vazba

= soudržná síla mezi atomy v molekulách nebo krystalech; = spojení atomů prostřednictvím valenčních elektronů – sdílení elektronového páru; atomy téměř všech prvků (kromě vzácných plynů) se spojují do větších částic – molekul nebo krystalů; oktetové pravidlo - atomy se slučují prostřednictvím předávání nebo sdílení elektronů tak, aby dosáhly stabilní elektronové konfigurace nejbližšího vzácného plynu

Princip vzniku chemické vazby

vznik chemické vazby musí být energeticky výhodný a vzniknou energeticky stabilnější produkty než látky výchozí; 2) původní atomové orbitaly (AO) nemají příliš rozdílnou E – účastní se pouze valenční elektrony; 3) účinný překryv (stejné symetrie k ose vazby); 4) vzniklý počet MO je roven původnímu počtu AO

Charakteristika chemické vazby

Délka vazby, energie vazby, pevnost vazby, prostorové uspořádání

Charakteristika chemické vazby - 1.Délka vazby

vzdálenost středů atomových jader v řádech pm (= 10-9 m); závislá na: velikosti atomu, rozdílu elektronegativit (polárnější → kratší vazba), násobnosti vazby (násobnější → kratší vazba – trojná je nejkratší); H-H 74 pm, H-F 92 pm, H-N 101 pm, C-N ... 147 pm, C=-N ... 116 pm Signup and view all the answers

Charakteristika chemické vazby - 2.Energie vazby

závisí na velikosti atomů, rozdílu elektronegativit, násobné vazbě → vyšší energie, délce vazby – kratší → vyšší E; vazebná energie = EV(-): energie, která se uvolní při vzniku vazby, vyšší uvolněná E → stabilnější vazba, klesá s rostoucí délkou vazby; disociační energie = Ed (+): energie – musí se dodat k rozštěpení vazby, liší se od Ev ve znaménku (-Ev = Ed) Signup and view all the answers

Charakteristika chemické vazby - 3.Pevnost vazby

hodnotí se podle energie nutní k jejímu rozštěpení Signup and view all the answers

Charakteristika chemické vazby - 4.Prostorové uspořádání

vazebný úhel Signup and view all the answers

Znázornění vzniku chemické vazby

spojnice rámečků, překrytí orbitalů, elektronový strukturní vzorec Signup and view all the answers

Typy vazeb (umělá klasifikace)

<ol> <li>kovalentní (polární a nepolární → společní sdílení elektronového mraku); 2. iontová (jeden všechno sebere); 3. koordinačně kovalentní (jeden daruje elektrony druhému prvku); 4. kovová; 5. slabé vazebné interakce (vodíkové můstky, Van der Waalsovy síly)</li> </ol> Signup and view all the answers

Kovalentní vazba

sdílení elektronového páru oběma atomy; klasifikace: a) hustota vazebných elektronových párů (sigma a pí); b) násobnost vazeb (jednoduchá, dvojná, trojná); c) polarita (polární, nepolární, iontová) Signup and view all the answers

a) hustota vazebných elektronových párů

vazba Ϭ (sigma): jen jednoduché vazby, největší hustota vazebného elektronového páru – na spojnici jader; vazba π (pí): dvojná vazba, největší hustota vaz. el. páru – mimo spojnici jader (nad i pod ní) Signup and view all the answers

b) násobnost vazeb

vaznost = číslo udávající, kolik kovalentních vazeb (vazeb el. páru) daný atom vytváří s jinými atomy: jednoduchá vazba Ϭ - 1 vazebný elektronový pár, delší a slabší než dvojná a trojná vazba; dvojná vazba Ϭ + π - 2 vazebné elektronové páry, kratší a pevnější než jednoduchá vazba; trojná vazba Ϭ + 2π - 3 vazebné elektronové páry, nejkratší a nejpevnější Signup and view all the answers

c) polarita

elektronegativita, = schopnost atomu přitahovat vazebný elektronový pár, rozdílná, vyjádřena číselně v tabulkách: I. nepolární – do 0,4 (vzniká mezi dvěma stejnými atomy, Δx < 0,4, C-H x = 2,5 x = 2,1 -> Δx = 2,5 x 2,1 = 0,4); II. polární – do 1,7 (0,4 < Δx < 1,7, δ … parciální (částečný) náboj, H-C ... 0,39 ... na hraně nepolární a polární vazby → vazba slabě polární, téměř nepolární); III. iontová – nad 1,7 Signup and view all the answers

2.Iontová vazba

Δx > 1,7; vzniká mezi dvěma různými atomy; oxido - redukční děj (výměna elektronů); sdílení elektrony jsou vtaženy do valenční vrstvy atomu s vyšší X → vznikají tak ionty; atomy jsou k sobě vázány elektrostatickými silami; kationty – snadno vznikají z atomů s malou ionizační E a malým počtem valenčních elektronů (K2+, Ca2+, Al3+); anionty – snadno vznikají z atomů s velkou el. afinitou a velkým počtem valenčních elektronů (Cl-, O2-) Signup and view all the answers

3.Koordinačně-kovalentní = donor-akceptorová, dativní

celý vazeb. el. pár poskytuje pouze 1 atom; donor (dárce) = atom poskytující celý vazeb. el. pár; akceptor (příjemce) = atom přijímající vazeb. el. pár, má prázdný orbital = vakantní orbital; rozdíl mezi kovalentní a donor-akceptorovou vazbou je jen ve způsobu vzniku – vlastnosti mají stejné; k.k.v. je typická pro komplexní sloučeniny přechodných prvků (poskytují pro ni volné orbitaly d), pro elektronově deficitní prvky (B, Al) a molekuly s nevazebným el. párem (NH3); hranaté závorky → koordinačně kovalentní (komplexní) sloučeniny -> donor = ligand; akceptor = centrální atom Signup and view all the answers

4.Kovová vazba

krystalická mřížka - kovy v pevném stavu (jejich jádra); atomy kovů – většinou obklopeny 8 či 12 sousedními atomy (těsně vedle sebe), tvoří pravidelné geometrické tvary (krychlová soustava – Li, Na, šesterečná soustava – Be, Mg); kationty - tvoří uzlové body krystalické mřížky - pevně v mřížce;; a) model elektronového plynu - všechny valenční elektrony jsou společné všem členům mřížky, delokalizované elektrony; b) pásový model - v atomech se vytváří energetické pásy, lokalizované společné elektrony, překrýváním velkého počtu energeticky stejných valenčních AO vznikají delokalizované MO (nepatrně se liší energií, velký počet MO) → vznikne pás hladin;---; tepelná a elektrická vodivost (způsobena pohyblivostí elektronů, uzlové body blíž → elektrony hůře prochází → slabší vodivost); kování nebo tváření (způsobeno delokalizací elektronů, jednotlivé vrstvy krystalické mřížky se po sobě volně posouvají, tažnost – vytáhneme do tenkého pásku); kujnost (ovlivněna vzdáleností uzlových bodů: uzlové body blíže → kov je tvrdší a křehčí / uzlové body dál → kov je měkčí → snadno se upravuje) Signup and view all the answers

5.Slabé vazebné interakce

podstatně slabší než chemické vazby, jsou důsledkem okamžitých nerovnoměrností rozložení elektronů v molekule → přitažlivé elektrostatické síly, velikost polarity lze vyjádřit pomocí dipólového momentu vazby (μ), ovlivňují fyzikálně – chemické vlastnosti látek; a) Van der Waalsovy, Coulombické, indukční, disperzní, b) vodíková vazba (můstek) Signup and view all the answers

a) slabé vazebné síly (bez vodíkových můstků)

Van der Waalsovy síly = důsledek okamžitých nerovnoměrností rozložení elektronů v molekule, velké polarity lze vyjádřit pomocí dipólového momentu vazby – μ; Coulombické síly = interakce dipól-dipól, dipól-iont způsobená polaritou molekul, elektrostatický jev - molekuly se k sobě natáčí vrcholky s opačnými náboji, jen se přiblíží; indukční síly = interakce dipól-indukovaný dipól, trvale polarizovaná molekula polarizuje ostatní polární i nepolární molekuly, přiblížení → polarizace → oddálení → původní stav; disperzní síly (Londonovské) = nejslabší, u neutrálních molekul, molekuly oscilují (kmitají) chaoticky → v určitých momentech (vykmitnutí) poruší neutrální stav molekuly → vznikne dipól Signup and view all the answers

b) Vodíková vazba (můstek)

interakce mezi molekulami (intermolekulární) nebo i v rámci dvou částí jedné molekuly (intramolekulární); podstatně slabší (asi 10 - 15x) než iontová nebo kovalentní vazba; vazebný elektronový pár je posunut k elektronegativnějšímu prvku a atom vodíku může vytvořit slabou vazbu s volným elektronovým párem na atomu další molekuly; vznik vodíkové vazby je možný pouze u velmi elektronegativních prvků - jako jsou F, O a N; tvořena vodíkem a silně elektronegativním prvkem s volným elektronovým párem (H-F -> HF), (H-O -> H2O), (H-N -> AMK -> bílkoviny a NA); vodíkové můstky podmiňují: fyzikální vlastnosti látek – teplota varu a tání; vlastnost, že voda je kapalina – za podmínek, kdy jí podobné sloučeniny jsou plynné (H2S, H2Se); stálost prostorového uspořádání bílkovin a NK (DNA = dvoušroubovice, RNA = šroubovice); vodíkové vazby v chromatinu (chromozomová hmota), β skládaném listu, na rozdíl od alfa helixu se vodíkové vazby v beta skládaném listu vytvářejí mezi NH skupinami v řetězci a CO skupinami na sousedních vláknech, vlastnosti karboxylových kyselin, alkoholů a dalších organických sloučenin Signup and view all the answers

Tvar molekul

reaktivitu látek značně ovlivňuje tvar molekuly (vzájemné rozmístění atomů a volných elektronových párů), 2 teorie: a) Teorie hybridizace (HAO), b) Teorie VSEPR Signup and view all the answers

Teorie hybridizace

energetické sjednocení atomových orbitalů (AO); hybridizují se ty orbitaly, které poskytují své elektrony k vytvoření σ vazeb (jednoduchá vazba) - jsou rovnocenné; výchozí AO musí mít blízkou E; kolik je původních AO, tolik vznikne HAO; atomy často v excitovaném (vybuzeném) stavu – označené *; experimentálně doloženo;; Hybridizace ekvivalentní + Hybridizace neekvivalentní – po vytvoření vazeb zbývají ještě volné elektronové páry, ty mají vliv na tvar molekul Signup and view all the answers