Det enkleste svaret: Den potensielle energien er lavere dersom det blir dannet binding.

Transkript

1 Kapittel 9 Kovalent binding Repetisjon 1 ( ) 1. Kovalentbinding Deling av elektron mellom atom for å danne binding o vorfor blir denne type binding dannet? Det enkleste svaret: Den potensielle energien er lavere dersom det blir dannet binding. Eksempel: 2 Vi ser på den potensielle energien: Når atomene kommer nær hverandre vil elektronene bli tiltrukket av begge kjernene elektron tettheten vil bli flyttet mellom de to kjernene vi har en binding. Bindingslengde: Den avstanden der en har balanse mellom tiltrekkende krefter (elektron kjerne) og frastøtende krefter (kjerne - kjerne og elektron elektron) ktett regelen gjelder også her. Atomene deler elektron for å få 8 elektron i ytterste skall (periode 1 og 2). o Når far vi dannet kovalentbinding? Når atomene i bindingen har lik (eller ganske lik) evne til å trekke på elektronene. Dvs. vi har som oftest kovalent binding når ikke-metall er bunde til ikke-metall.

2 2. Elektronegativitet og polarkovalent binding - Elektronegativitet Evnen et atom i et molekyl har til å trekke på de delte elektronene i en binding. Fluor er mest elektronegativt (gitt en verdi på 4,0). Elektronegativiteten øker bortover i en periode og minker nedover i en gruppe (i periodesystemet) - Polarkovalent binding Kovalentbinding der atomene som danner binding har ulike elektronegativitet e - poor e - rich F Sammenheng mellom elektronegativitet og bindingstype: δ + δ - Forskjell i el. neg Null Bindingstype Kovalent Mellomting Polarkovalent Stor Ionisk Tommelfinger regel: Dersom forskjellen i elektronegativitet er 1,7 eller større har en ionisk binding. Eksempel Bestem om bindingene i følgende forbindelser er kovalent, polarkovalent eller ionisk sl 2S NN bindingen i 2NN2. s (0,7) l (3,0) 3,0 0,7 = 2,3 Ionsik (2,1) S(2,5) 2,1 2,5 = 0,4 Polarkovalent N(3,0) N(3,0) 3,0-3,0 = 0 Kovalent 3. Lewis strukturer

3 En metode for å holde orden på valenselektronene i molekyl. Dersom vi tegner en Lewis struktur vil vi vite hvilke bindinger vi har dvs om vi har enkle, doble eller trippel bindinger og i tillegg antall udelte elektronpar elektron par som ikke inngår i binding. o vordan tegne en Lewis struktur Regler for Lewis strukturer 1. Bestem hvilke atom som er budne sammen. 2. Tell alle valens (ytre) elektron. 3. Plasser to elektron i hver binding. 4. Fullfør oktetten til atomene som er budne til sentral atomet. 5. Plasser resten av elektronene på sentralatomet. 6. Dersom sentralatomet ikke har oktett lag dobbel eller trippel bindinger Eksempel 3 Dette molekylet har to sentral atom vi må finne strukturen rundt begge. (i) Lewis struktur: Regler for Lewis strukturer 1. Bestem hvilke atom som er budne sammen. 2. Tell alle valens (ytre) elektron. En har totalt 14 ytre elekton (4+6+4*1 =14) 3. Plasser to elektron i hver binding. 4. Fullfør oktetten til atomene som er budne til sentral atomet. 5. Plasser resten av elektronene på sentralatomet. 6. Dersom sentralatomet ikke har oktett lag dobbel eller trippel bindinger

4 Kapittel 9 Kovalent binding Repetisjon 2 ( ) 3. Lewis strukturer o vordan velge mellom ulike Lewis strukturer -Formell ladning Formell ladning for et atom Antall antall udelte = valenselektron på - elektron på - ½* det frie atomet atomet i molekylet antall bindende elektron En velger den strukturen der en har færrest atom med formell ladning (dvs. strukturen der flest atom har formell ladning lik null) Eksempel I: N For. lad = 5 (0 + ½. 8) = +1 (bunde til N med enkeltbinding) For. lad = 6 (6 + ½. 2) = -1 (bunde til ) For. lad = 6 (2 + ½. 6) = +1 For. lad = 1 (0 + ½. 2) = 0 II: N For. lad = 5 (0 + ½. 8) = +1 (bunde til N med dobbletbinding) For. lad = 6 (4 + ½. 4) = 0 (bunde til N med enkeltbinding) For. lad = 6 (6 + ½. 2) = -1 (bunde til ) For. lad = 6 (4 + ½. 4) = 0 For. lad = 1 (0 + ½. 2) = 0 o Resonans strukturer En kan for noen molekyl skrive flere like (ekvivalent)lewis strukturer, der ingen av de stemmer med det som er observert eksperimentelt. Vi kaller disse ulike Lewis strukturene for resonansstrukturer. Etter modellen skulle en ha hatt to ulike - bindinger, der finnes bare en type - binding. Den er en mellomting mellom enkel og dobbel binding Et gjennomsnitt av de to resonansstrukturene stemmer med det en observerer. Kan en skrive flere resonansstrukturer for et molekyl så er den rette strukturen et gjennomsnitt av resonansstrukturer

5 o Unntak fra oktettregelen Der finnes molekyl der en ikke følger oktettregelen dvs har færre eller flere enn 8 valenselektron på hvert atom Det atomet som har flere enn 8 elektron må stå i periode 3 eller høyere.

6 3. Lokalisert elektron bindingsmodell - Modellen Molekyl er bygd opp av atom som er bundne sammen ved at det blir delt elektron. Det er overlapp mellom atomorbitaler som danner binding For å finne strukturen til molekyl i denne modellen har en tre deler: 1. Beskrive valenselektronene si fordeling ved hjelp av Lewis strukturer 2. Forutsi geometrien til molekylet (3-dim) ved hjelp av valens skall elektron par repulsjons modellen (VSEPR) 3. Beskrive typen atom orbitaler som blir brukt av atoma til å dele elektronene (eller udelte elektronpar) Resonans strukturer vordan velge mellom ulike Lewis strukturer -Formell ladning

7 o Molekylstruktur VSEPR modellen Elektronparene (bindende eller ikke-bindende) vil prøve å være så lang bort fra hverandre som mulig (for å minke frastøtingen) Framgangsmetode for å finne 3-D struktur rundt et sentralatom 1. Tegn en Lewis struktur for molekylet 2. Finn antall elektronpar som sentral atomet har. Vi teller både delte og udelte elektronpar. o Dobbeltbindinger teller som ETT elektronpar o Trippelbindinger teller som ETT elektronpar 3. Vi finn den geometriske anordningen til elektronparene som gjør at elektronparene er lengst mulig fra hverandre. Vi tar hensyn til alle elektronparene (delte og udelte) En har 5 mulige plasseringer. vilke struktur en har er avhenging av antall elektronpar (bindende og ikke-bindende) 2 elektronpar lineær (vinkelen er 180 o ) 3 elektronpar plantrigonal (vinklene er 120 o ) 4 elektronpar tetraedrisk(vinklene er 109,5 o ) 5 elektronpar trigonalbipyramide (to ulike vinkler 120 o og 90 o ) 6 elektronpar oktaedrisk (vinklene er 90 o )

8 Repetisjon 3 ( ) Kapittel 8 Kjemisk binding Slutten av VSEPS-modellen 1. Vi finn molekylærstruktur (den vi ser vi ser ikke udelte elektronpar). Vi finner plassering (anordning) av elektronparene og ser hva vi står igjen med dersom vi ikke ser de udelte elektronparene. 104,5 F. eks vann: En har 4 elektronpar (2 bindende og 2 udelte) tetraedrisk plassering av elektronparene, men bøyd moelkylær struktur Fin strukturen : Vi tar hensyn til ulik frastøtning Udelt Udelt udelt bindende bindende bindende sterkest svakere svakest Eksempel: 2 Vinkelen i vann er mindre frastøting mellom de udelte 104,5 enn tetraedervinkelen (109,5) pga. sterkere elektronparene enn mellom de delte. Plassering av udelt elektronpar for molekyl med 5 og 6 elektronpar. For molekyl med 2,3 og 4 elektronpar rundt et sentralatom er alle plassene ekvivalent. For 5 og 6 elektronpar er ikke plassene ekvivalente og en på passe på å plassere de udelte elektronparene slik at en har minst mulig fra støtning. Dvs. en vil ha størst mulig vinkle til de andre udelte elektronparene og til de bindende elektronparene. Molekyl med flere sentralatom : En finner 3-dim struktur rundt hvert sentralatom (ii) Rundt : Rundt : Finn 3-dimmensjonal form (bruk VSEPR) Vi har 4 elektron par tetraedrisk plassering av elektronparene En har ikke udelte elektronpar og molekylær struktur (den vi ser vi ser ikke udelte elektronpar) er også tetraedrisk Vi har 4 elektron par tetraedrisk plassering av elektronparene En har to udelte (ikke-bindende) elektronpar og molekylær struktur blir derfor bøyd. (iii) Vurder størrelsen på vinklene (fin- struktur)

9 Tetraedervinkelen er 109,5 o. Vi skal vurdere om bindingsvinklene er større eller mindre enn denne. Rundt : Rundt : (iv) Rundt : Rundt : Vi har ingen udelte elektronpar og bindingsvinkelen vil derfor være 109,5 o (dersom en skal være helt nøyaktig så er de ikke vinklene helt nøyaktig 109,5 o pga at atomene som er bundne til karbonatomet ikke er like) Vi har to udelte elektronpar og etter reglene vil en har større fråstøtning mellom udelt-udelt elektronpar enn mellom udelte bindende og bindendebindende. En vil derfor få en sammenpressing av -- vinkelen (den vil være mindre enn 109,5 o ) Er molekylet polart eller upolart Vi har ingen udelte elektronpar, men atomene som er bundet til er ulike polart Vi har udelte elektronpar og atomene som er bundet til er ulike polart o Molekylform og polaritet m et molekyl som har polarkovalente bindinger er polart eller ikke er avhengig av strukturen Upolare molekyl: Molekyl som ikke har udelte elektronpar og der alle atomene bundne til sentralatomet er like. Eller molekyl med 5 og 6 elektronpar rundt sentralatomet der de ulike atom/udelte elektronparene en symmetrisk plassert (plassert slik at dipolene opphever hverandre). Polare molekyl: Molekyl kan være polare dersom: En har udelte elektronpar f. Eks. N 3 Atomene bundne til sentralatomet er ulike f. Eks. l 3 l