To tylko jedna z 31 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
2. WIĄZANIA CHEMICZNE,
BUDOWA CZĄSTECZEK
Irena Zubel
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocławska
(na prawach rękopisu)
Wiązania chemiczne
Podstawowe stany skupienia materii (w temp. otoczenia):
• gazy - cząsteczki (H2, O2, CO2), atomy (He, Ar) – brak oddziaływań
• ciecze – cząsteczki (H2O, CH3OH)- oddziaływania słabe
- jony (stopione sole)
- atomu lub skupiska atomów (stopione metale)
• ciała stałe – atomy, cząsteczki, jony połączone silnymi oddziaływaniami
w strukturę ciągłą
Typy oddziaływań miedzy atomami:
• wiązania chemiczne – oparte na wymianie elektronów walencyjnych
• oddziaływania o charakterze fizycznym – siły van der Waalsa
Typy wiązań:
• wiązania kowalencyjne (atomowe) -uwspólnienie elektronów
walencyjnych sąsiadujących atomów
• wiązana jonowe – przeniesienie elektronów walencyjnych od jednego
rodzaju atomów do drugiego
• metaliczne – uwspólnienie części elektronów walencyjnych bardzo wielu
atomów
Wiązania chemiczne
Przy zbliŜaniu się do siebie atomów mogą zachodzić między nimi róŜnego
typu oddziaływania, zaleŜne od rodzaju tych atomów:
- siły odpychające związane są z efektami kwantowymi, wynikającymi
z nakładanie się powłok elektronowych i z oddziaływaniami kulombowskimi
- siły przyciągające wynikają z oddziaływań między elektronami
walencyjnym, z fluktuacji rozkładu gęstości ładunku itp.
DąŜenie układu do osiągnięcia min. energii jest
przyczyną tworzenia się wiązań chemicznych.
H + H → H2 + 436 kJ/mol ← energia wiązania
Klasyczna teoria wiązań chemicznych to
elektronowa teoria wiązań Levis’a (1916):
KaŜdy atom dąŜy do takiej zmiany zewnętrznej
powłoki elektronowej, aby uzyskać najtrwalszą
konfigurację, tzn. minimum energii. Trwałe
konfiguracje to: s2, s2p6, s2p6d10.Teoria ta dotyczy
zarówno wiązań kowalencyjnych jak i jonowych.
F odpychające
E↑
F przyciągające
E↓
Wiązania kowalencyjne
Wiązanie kowalencyjne – powstaje między atomami posiadającymi
niesparowane elektrony walencyjne. Polega ono na utworzeniu wspólnej
pary elektronowej, naleŜącej jednocześnie do obu atomów.
H: s1
H:
s1
H2:
O: s2p4
O:
s2p4
O2 :
dąŜenie do uzyskania trwałej konfiguracji s2 lub s2p6
Cząsteczki z wiązaniami kowalencyjnymi opisuje się za pomocą wzorów
elektronowych lub kreskowych, tzw. wzorów Levisa:
H2:
O2:
H H
O O
H¯ H
¯ ¯
O¯ O
¯ ¯ ¯
W przyrodzie gazy te występują w postaci cząsteczek
dwuatomowych, co potwierdza teorię Levise’a
Wiązania kowalencyjne
Powstawanie orbitali molekularnych
Przy dostatecznie małej odległości dwóch atomów ich chmury elektronowe
przenikają się wzajemnie, tworząc wiązania kowalencyjne między atomami.
Kształty orbitali powstających cząsteczek (orbitali molekularnych) wynikają
z nakładania się funkcji falowych poszczególnych atomów.
W przypadku najprostszej cząsteczki H2 mogą zaistnieć dwa przypadki:
- funkcje falowe dotyczą elektronów o spinach zgodnych
- funkcje falowe dotyczą elektronów o spinach przeciwnych
Na gruncie mechaniki kwantowej moŜna udowodnić, Ŝe gdy elektrony mają
spiny
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)