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