prelegerea 3 tema: legătura chimică. metoda schemelor de ... · prelegerea 3 tema: legătura...

Prelegerea 3

Tema: Legătura chimică. Metoda

schemelor de valență (SV)

Universitatea de Medicină și Farmacie ”N. Testemițanu”

Catedra Chimie generală

• Legătura chimică este totalitatea forțelor ce

rețin doi atomi în moleculă. Aceste forțe apar

atunci când atomii se apropie într-atât, încât se

suprapun norii lor electronici.

• Teoria legăturii covalente a fost elaborată în

1927 de către Haitler și London. Cuplul

electronic ce formează legătura e studiat cu

ajutorul ecuației lui Schrodinger, iar metoda de

studiu a căpătat denumirea de metoda SV. La

formarea legăturii electronii trebuie să posede

spini antiparaleli.

Exemplu:

• Schema energetică a apariției legăturii între doi atomi de

hidrogen în molecula H2:

La formarea legăturii

energia sistemului se

micșorează

r0=0,74A=0,74*10-10m

Dacă nu ar avea loc

interpătrunderea

norilor electronici, r0

ar trebui să fie:

0,53A*2=1,06A=1,06*10-10m

• În cazul orbitalilor p sau d sunt posibile câteva

metode de compunere a funcțiilor ondulatorii:

Interpătrunderea orbitalilor s

Legătura

Legătura

• În cazul orbitalilor d se pot forma legături , , :

• În cazul interacțiunii câtorva orbitali p

legăturile se află sub un unghi una față de

alta, iar legăturile sunt reciproc

perpendiculare:

• Deci legătura covalentă posedă proprietatea de

orientare, ce determină structura spațială a

moleculei (H2O – formă de arc, NH3 – piramidă).

Legătura covalentă se mai caracterizează prin

saturabilitate, multiplicitate și polarizabilitate.

• Saturabilitatea este capacitatea atomului de a se

uni cu un număr maximal de alți atomi cu

formarea legăturii covalente:

• H – H; H – O – H; N N.

• Formarea legăturilor multiple are loc prin

suprapunerea legăturilor și pe leg. (N2).

• Legătura între atomii diferitor elemente este

mai mult sau mai puțin polară, ceea ce se

datorează electronegativității diferite (EN) a

atomilor.

• EN>2 – legătură ionică;

• EN<0,4 – legătură covalentă nepolară;

• EN=0,4-2 – legătură covalentă polară.

• Na2O, EO-Na=3,5-0,9=2,6 – legătură ionică.

• Polarizabilitatea este capacitatea legăturii de a

deveni polară (sau mai polară) în rezultatul

acțiunii asupra moleculei a câmpului electric

exterior. În rezultatul polarizării poate avea loc

ruperea legăturii:

Rupere heterolitică

Rupere homolitică

• Moleculele polare reprezintă dipoli, adică sisteme

ce castau din două sarcini egale ca mărime, dar

contrare ca semn (+q și –q), ce se află la o distanță

oarecare l una față de alta:

Produsul lungimii dipolului la sarcina electrică se

numește moment electric al dipolului (moment

dielectric):

= l q

q=1,6*10-19 C (culoni)

l 10-10m

Deci este de ordinul 10-29 C*m;

se exprimă și în D (debay):

1D=3,33*10-30C*m

• Momentul electric al dipolului moleculei

reprezintă suma momentelor tuturor legăturilor

și cuplurilor electronice antiliante în moleculă:

CO2=0

H2O=0,61*10-29C*m

Dipolii sunt:

Permanenți (HCl; H2O);

Fulgerători

Inductivi (sub acțiunea câmpului electric exterior)

Interacțiunea dintre molecule poate fi:

1) de orientare (între molecule cu permanent)

2) de inducție (între molecule polare și nepolare)

3) de dispersare (între molecule nepolare)

• Deci la formarea legăturii covalente participă

electronii necuplați din ultimul strat al

atomului. Însă unele elemente formează un

număr mai mare de covalențe decât numărul

electronilor necuplați (Be, B, C, P, S).

• Această ”anomalie” la unii atomi de a-și

implica electronii stratului de valență în

formarea de legături chimice a fost explicată de

L. Pauling, prin teoria hibridizării orbitalilor

atomice. În rezultatul hibridizării se schimbă

forma inițială și energia orbitalelor.

Pot avea loc și alte tipuri de hibridizare:

Hibridi-

zarea

Trăinicia

orbitalei

hibride

Configurația spațială a

orbitalelor hibride

Exemple de

compuși

sp 1,93 Pe linie dreaptă BeCl2

sp2 1,99Spre vârfurile triunghiului

echilateralNO3

-

sp3 2,00 Spre vârfurile tetraedrului NH4+

dsp2 2,69 Spre vârfurile pătratului [Pt(NH3)4]2+

d2sp3 2,92 Spre vârfurile octaedrului [Co(NH3)6]3+

d3s 2,95 Spre vârfurile tetraedrului CrO42-