oddziaływania trwały dipol - Chemia w X Liceum Ogólnokształcącym
advertisement
Budowa cząsteczki o właściwości związku – wiązania międzycząsteczkowe Cząsteczka, drobina, molekuła - najmniejsza ilość związku chemicznego lub pierwiastka zbudowana z określonej liczby atomów tego samego lub różnych pierwiastków, istniejąca trwale w określonych warunkach - najmniejsza porcja związku lub pierwiastka biorąca udział w reakcji chemicznej - liczba atomów w cząsteczce zmienia się od 1 do 10^5 - istnienie cząsteczek złożonych z kilku atomów jest możliwe dzięki siłom wiązań chemicznych Atomy mogą łączyć się ze sobą, tworząc inny rodzaj drobin, zwany cząsteczkami; Substancja zbudowana z takich cząsteczek nosi nazwę związku chemicznego. Właściwości atomów i cząsteczek Cząsteczka związku chemicznego składa się z połączonych ze sobą wiązaniami atomów różnych pierwiastków. Jednak jej właściwości są całkiem inne niż właściwości wchodzących w jej skład atomów. Na przykład rdza, której cząsteczka zbudowana jest z atomów żelaza i atomów pierwiastka wchodzącego w skład powietrza, ma inne właściwości niż żelazo i ten gazowy pierwiastek. Dwutlenek węgla i woda są to zupełnie dwa różne związki chemiczne, zbudowane z charakterystycznych dla siebie cząsteczek Można to porównać do sytuacji, gdy na szklany filtr o barwie żółtej nakładamy drugi filtr, o barwie niebieskiej. Otrzymamy wówczas nowy filtr o barwie zielonej. Dlatego tez właściwości związku chemicznego różnią się wyraźnie od właściwości pierwiastków, z których on powstał. Atomy pierwiastków a cząsteczki związków chemicznych Różne i wspólne właściwości atomów pierwiastków i cząsteczek związków chemicznych pokazuje tabela: Rodzaj właściwości Najmniejsza pierwiastka Cząsteczki Atomy część Najmniejsza część związku chemicznego Obecne są w nich wiązania chemiczne Nie mają właściwości takich jak: gęstość, połysk, barwa i temperatura topnienia Są jednakowe dla danej substancji Wiązania chemiczne Cząsteczki mogą mieć bardzo różną budowę. Jedne z nich zbudowane będą tylko z dwóch atomów, natomiast inne z kilku, kilkunastu, kilkudziesięciu, a nawet kilkuset i więcej atomów. Np.: Cząsteczka jodowodoru Cząsteczka amoniaku Cząsteczki w zwykłych warunkach nie rozpadają się na atomy. Dlaczego? Przyczyn należy szukać w budowie wchodzących w ich skład atomów. Wiemy już, że wokół jądra atomowego istnieje przestrzeń, w której znajdują się elektrony. W odpowiednich warunkach zewnętrzne elektrony jednych atomów z zewnętrznymi elektronami innych atomów tworzą wiązania chemiczne. Atomy poszczególnych pierwiastków mogą tworzyć różną, charakterystyczną dla siebie, liczbę wiązań. Wiązania międzycząsteczkowe • • • • Wiązanie jonowe Wiązanie kowalencyjne Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane Wiązanie koordynacyjne Wiązanie jonowe • Elektrostatyczne oddziaływanie pomiędzy jonami przeciwnych znaków • Najczęściej występuje w sieciach krystalicznych substancji stałych • Powstaje między dwoma metalami w wyniku przeniesienia elektronu lub elektronów od atomu pierwiastka o mniejszej elektroujemności do atomu pierwiastka o elektroujemności większej Wiązanie kowalencyjne • Atomy uzyskują trwałą konfigurację elektronową poprzez uwspólnienie jednego lub kilku swoich elektronów z elektronami innego atomu • Powstaje wtedy, gdy 2 atomy mające niesparowane elektrony stworzą z tych elektronów wspólną parę elektronową Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane • Powstaje w wyniku utworzenia wspólnej pary elektronowej przez atomy o różnej elektroujemności • Polaryzacja – przesunięcie pary i par wiążących w kierunku atomów o większej elektroujemności Wiązanie koordynacyjne • Powstaje, gdy wspólna wiążąca para elektronowa pochodzi w całości od jednego z atomów • Atom ten (dawca pary elektronowej – donor) przekazuje swoją parę na wytworzenie wiązania, ppodczas gdy drugi atom jest biorcą (akceptorem) dawcy Siły międzycząsteczkowesiły wiążące atomy i cząsteczki, oddziaływania międzycząsteczkowe: • oddziaływania jon-jon - zachodzą między dwoma różnoimiennie naładowanymi cząsteczkami - od wiązań jonowych różni je to, że ładunek w oddziałujących ze sobą cząsteczkach nie jest skoncentrowany na jednym atomie, lecz jest zdelokalizowany na kilku-kilkunastu atomach. • wiązanie wodorowe - tworzy się gdy atom wodoru z cząstkowym ładunkiem dodatnim jest współdzielony przez dwie cząsteczki, które posiadają atomy z cząstkowym ładunkiem ujemnym. • oddziaływania trwały dipol - trwały dipol - tworzą się między cząsteczkami posiadającymi trwałe momenty dipolowe. Cząsteczki takie posiadają w jednych miejscach nadmiar ładunku ujemnego, a w innych jego niedomiar. Oddziałują one ze sobą tak jak jony - tyle, że oddziaływanie to jest słabsze. • oddziaływania van der Waalsa - są to oddziaływania między trwałym dipolem i wzbudzonym dipolem lub między dwoma wzbudzonymi dipolami. W cząsteczkach, które nie posiadają trwałego momentu dipolowego może on być wzbudzany przez cząsteczki z trwałym momentem; następnie taki wzbudzony i trwały dipol oddziałują na siebie podobnie jak dwa trwałe dipole, tyle że znacznie słabiej. Oddziaływania międzycząsteczkowe Oddziaływania między atomami w cząsteczkach należą do oddziaływań silnych, których energie są większe niż 100 kJ/mol. Istnieją też znacznie słabsze oddziaływania o energiach znacznie niższych od przytoczonej wartości. Przyciąganie międzycząsteczkowe jest odpowiedzialne za łączenie się atomów lub cząsteczek, ale jest ono ograniczone przez zjawisko odpychania między jądrami oraz rdzeniami elektronowymi sąsiadujących atomów. Oddziaływania międzycząsteczkowe dzieli się na: siły van der Waalsa przeniesienie ładunku wiązania wodorowe Kompleksy z przeniesieniem ładunku. Znane są związki, w których dwie cząsteczki wykazują słabe wzajemne przyciąganie, ale jest ono silniejsze niż siły van der Waalsa i słabsze niż wiązanie wodorowe. Układy takie nazywa się kompleksami z przeniesieniem ładunku, gdyż następuje w nich przeniesienie ładunku z jednego układu do drugiego. Stan taki odpowiada utworzeniu bardzo słabo wiążącego orbitalu cząsteczkowego, w którym niewielki udział orbitalu akceptora jest domieszany do funkcji falowej orbitalu donora. Oddziaływania tego typu są zazwyczaj tak słabe, że nie daje się wyizolować czystego związku kompleksowego. Jako przykład może posłużyć tu cząsteczkowy jod rozpuszczony w benzenie. Bibliografia Encyklopedia PWN http://www.mlyniec.gda.pl/~chemia/ogolna/ogolna_cz_0.htm (to trzeba jeszcze oblukać [budowa cząsteczki]) http://www.ewamalecka.republika.pl/compl/odmcz.htm http://www.chemia.dami.pl/liceum/liceum7/wiazania2.htm Chemia 1. Zakres podstawowy. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego i technikum. Dziękujemy za uwagę
