CHEMIA*

Wykład 2. 11.10.2008

I	II	III	IV
1 - 2	1 - 2 1 - 6	1 - 3 1 - 6	1 - 6
1s	2s - 2p	3s - 3p	4s ~ 3d 4p
2	3 - 10	11 - 18	19 - 36

₁₂

₆ C - 1s² / 2s² - 2p²

Elektrony walencyjne

p = 6

e = 6

n = 12 - 6 = 6

₃₆

₁₇ X - 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁵

Elektrony walencyjne biorą udział w reakcjach uczestnicząc

p = 17 w tworzeniu wiązań chemicznych.

e = 17

n = 36 - 17 = 19

₄₀

₂₀ Ca - 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ / 4s² e = 20 p = 20 n = 20

₅₂

₂₄ Cr - 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ / 4s¹3d⁵ prawo Hunda

Orbital s ma kształt kulisty, jego wielkość jest zależna od kwantów.

S

Jądra.

Podczas powstawania wiązania chemicznego chmury elektronowe orbitali (zawierających niesparowany elektron ) każdego z wiążących się atomów, przenikają się lub nakładają. Powstają w ten sposób tzw. orbitale molekularne albo cząsteczkowe.

1s 1s 1s 2p

2p 2p

2p 2p

Im nakładanie większe tym wiązania są silniejsze.

Zagadnienie Pauli.

Wykazał on że orbitale przed utworzeniem wiązania mieszają się (s i p) i powstają korzystniejsze do tworzenia wiązań, równocenne orbitale hybrydyzowane

.

Atom węgla.

1s² 2s² 2p²

Orbitale walencyjne 2s² 2p² stan podstawowy węgla

Ulega zbudzeniu

2s¹ 2p³

W przypadku atomu węgla hybrydyzacja może być trojakiego rodzaju. Kształt tego orbitalu może być liniowy, kąt 180^o.

sp

sp ²

2s1 2p3

sp²

sp ³

120^O

Tetrael (sp³) kąt 107,3^O

107,3^O

Utworzony związek jest wtedy trwały jeżeli jest uboższy energetycznie niż tworzące go atomy.

Wiązania powstają w wyniku oddawania, przyjmowania lub uwspólniania elektronów walencyjnych reagujących elektronów.

Oddawanie lud uwspólnianie elektronów jest zależna od jego elektroujemności miejsca w układzie okresowym.

Atomy dążą do uzyskania na ostatniej powłoce 2 lub 8 elektronów.

Wiązanie jonowe (heteropolarne) powstaje w czasie reakcji między atomami skrajnie różniącymi się elektroujemności.

W wyniku zderzenia atomów elektron z powłoki walencyjnej pierwiastka mniej elektroujemnego przechodzi na powłokę walencyjną bardziej elektroujemnego. Jeden i drugi staje się jonem (anion i kation) i uzyskuje konfigurację gazu szlachetnego .

NaCl

₁₁ Na - 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s¹

₁₇Cl - 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁵

Na⁺ - 1s² / 2s² 2p^{6 8 elektronów}

Cl^- - 1s² / 2s² 2p⁶ /3s² 3p^{6 8 elektronów}

Powstałe jony przyciągają się siłami elektrostatycznymi równomiernie rozłożonymi we wszystkich kierunkach.

Wiązanie kowalencyjne (polarne ) atomowe.

Tworzą je atomy pierwiastków o identycznej lub zbliżonej pojemności 0 - 0,4 w skali Pauli.

Powstaje w wyniku uspólniania jednego lub więcej elektronów przez atomy tworzące wiązanie.

Uwspólniają tyle elektronów ile im brakuje do tworzenia

₁H - 1s¹ H_xH

H - H

Para elektronów tworzących wiązanie znajdują się na lini tworząc jądra w równej odległości między jądrami.

₆O - 1s² / 2s² 2p^{4 6 elektronów}

x x

x x

x x

x x

Wiązania te są również wiązaniami mocnymi.

Wiązania kowalencyjne polarne powstają wtedy jeżeli różnica elektroujemności tworzących je atomów pierwiastków wynosi od 0,4 - 1,9.

Wiązanie pośrednie między jonowym a atomowym niepolarne.

H - Cl

1n 1s¹

₁₇Cl - 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁵

_―

H_{x o}Cl |

Atomy te różnią się elektroujemnością. Para elektronów tworzących wiązanie jest przesunięta w kierunku atomu bardziej elektroujemnego.

Cząsteczki w których występuje dipole.

Ulegają asocjacji - łączą się w ugrupowania wielocząsteczkowe.

Np. H2O jest im polem.

Wiązania koordynacyjne - para elektronów tworzących wiązanie pochodzi od jednego z atomów który nazywa się donorem.

Drugi atom zwany aceptorem korzysta z tej pary.

Wiązanie koordynacyjne występuje w związkach kompleksowych.

Wiązania wodorowe występują w przypadku związków w których wodór jest związany z silnie elektroujemnymi atomami takich pierwiastków jak fluor, tlen , azot. Obecność tego wiązania powoduje asocjację tego wiązania. Wiązanie to jest wiązaniem słabym (10 krotnie słabszym od atomu) nazywanym również wiązaniem życia.

H - F

H - F

H - F

H - O - H

H - O - H TO WIĄZANIE POWODUJE ŻE WODA

WYSTĘPUJE W POSTACI CIEKŁEJ.

H - O - H

Wiązanie metaliczne.

• Zobojętnienie

• Hydroliza

Działanie kwasów zasad solnych.

Tlen, podział , nazewnictwo , dysocjacja elektroniczna - jest to rozkład cząsteczek elektrolitów na jony pod wpływem rozpuszczalnika (wody).

Miara mocy elektrolitów jest stopień dysocjacji ( stosunek liczby cząsteczek wprowadzonych do roztworu).

Elektrolity:

- mocne ( kwasy siarkowe)

H₂SO₄ , HNO₃, HCL, HCLO₄

- zasady

NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂, Sn(OH)₂

- wszystkie sole.

Mocne:

HNO₃ H⁺ + NO₃^-

H₂SO₄ H⁺ + HSO₄^-

HSO₄ H⁺+SO₄^-

H₂SO₄ 2H ⁺+ SO₄^-

HNO₂ H⁺+ NO₂^-

Zasady:

KOH K⁺ + OH^-

NH₄OH NH₄⁺ + OH^-

Ca(OH)₂ Ca(OH)⁺+ OH^-

Ca(OH)⁺ Ca²+ OH^-

Ca(OH)₂ Ca²⁺+ 2OH^-

Reakcje zobojętniania to reakcje kwasów z zasadami.

H⁺NO₃^- + K⁺OH- K⁺NO₃^- + H₂O

H⁺+ OH^- H₂O

Reakcja zobojętniania polega na łączeniu się kwasów z zasadami.

Zobojętnić kwas ortofosforanowy wodorotlenkiem wapnia, nazwać sól.

2H₃⁺ + PO₄^3- + 3Ca²⁺(OH^-)₂ Ca²⁺ (PO^3-) + 6H₂O

Forma jonowa pełna

6H⁺ +2PO₄³ + 3Ca²⁺6OH^- 3Ca²⁺ +2PO^3-₄ + 6H₂O

Wodorosole

H₂SO₄ KHSO^-₄ - wodorosiarczan 6 potasu

K₂SO^2-₄ - siarczan 6 potasu

Zn(OH)Cl - hydroksol chlorek cynku

ZnCl₂

Hydroliza soli - jest to reakcja odwrotna do reakcji zobojętniania, czyli reakcja soli z wodą. W wyniku reakcji może powstać kwas i zasada z których sol była otrzymana.

Reakcja hydrolizy nie zachodzi jeżeli sól powstała z mocnego kwasu i mocnej zasady. Odczyn jest obojętny.

KNO₃ + H₂O nie zachodzi , sól mocnego kwasu mocnej zasady odczyn obojętny

Sole powstałe z mocnych kwasów słabych zasad oraz słabych kwasów mocnych zasad ulegają częściowej hydrolizie. Odczyn jest kwaśny bądź zasadowy.

7

W2

+

+

+

Na⁺

Cl^-

Na⁺

Cl^-

Cl^-

Na⁺

Cl^-

Na⁺

---