Transcript Struktura molekul s jedním centrálním atomem

Struktura molekul
s jedním centrálním atomem
1
Struktura molekul s jedním centrálním atomem
•
•
•
•
•
•
U tříatomových a víceatomových molekul je jeden nebo více centrálních
atomů. Vazby směřující od nich mohou svírat různé úhly.
Jejich valenční orbitaly (vazebné i nevazebné) se vzájemně odpuzují. Proto
jsou vazby vycházející z jednoho centrálního atomu orientovány tak, že jejich
vazebné úhly mají největší možnou velikost.
Při hlubším rozboru prostorové orientace a energie vazeb i tvaru těchto
molekul se předpokládá, že dochází ke změně a sjednocení tvaru a energie
valenčních orbitalů. Výsledný stav molekuly je pak energeticky nejhudší, což
je nejvýhodnější pro její stabilitu. Podrobný výklad podává tzv. teorie
hybridizace (viz učivo 4. ročníku).
Podle tohoto výkladu se budou nově vzniklé valenční orbitaly (vazebné i
nevazebné) označovat jako hybridní orbitaly. Budou mít stejnou energii – jako
orbitaly degenerované. Budou mít i stejný – kapkovitý tvar. Budou se lišit jen
orientací v prostoru molekuly.
Při rozboru struktury molekul chloridu berylnatého, fluoridu boritého,
methanu, amoniaku, vody, fluoridu fosforečného a fluoridu sírového poznáme
základní prostorové tvary molekul s jednim centrálním atomem.
Pro modelování struktury uvedených molekul použijeme stavebnici
Molekulové modely II.
2
Struktura molekul s jedním centrálním atomem
 Rozbor struktury chloridu berylnatého: BeCl2
17Cl: [10Ne]
3s
Cl – Be – Cl
3p
4Be*: [2He]
17Cl: [10Ne]
3s
Elektronový vzorec:
2s
2p
3p
hybridní orbital (sp)
Molekula BeCl2 má
lineární charakter.
3
Struktura molekul s jedním centrálním atomem
 Rozbor struktury fluoridu boritého: BF3
9F: [2He]
2s
Elektronový vzorec:
F
F–B
2p
5B*: [2He]
2s
2p
F
hybridní orbital (sp2)
9F: [2He]
2s
9F: [2He]
2s
2p
2p
Molekula BF3 má rovinný
charakter. Vazby B-F směřují
do vrcholů rovnostranného
trojúhelníku.
4
Struktura molekul s jedním centrálním atomem
 Rozbor struktury methanu: CH4
H
Elektronový vzorec:
6C*: [2He]
4x
1H:
2s
H—C—H
2p
H
1s
hybridní orbital (sp3)
Molekula CH4 má prostorový
charakter. Vazby C-H směřují
do vrcholů pravidelného
čtyřstěnu.
5
Struktura molekul s jedním centrálním atomem
 Rozbor struktury amoniaku: NH3
Elektronový vzorec:
7N: [2He]
3x
2s
H—N—H
2p
H
1H:
1s
hybridní orbital (sp3)
Molekula NH3 má prostorový
charakter. Vazby N-H směřují do
vrcholů nízkého trojbokého jehlanu.
6
Struktura molekul s jedním centrálním atomem
 Rozbor struktury vody: H2O
Elektronový vzorec:
8O: [2He]
2s
2x
H—O—H
2p
1H:
1s
hybridní orbital (sp3)
Molekula H2O má rovinný charakter.
Atomy H-O-H nejsou v přímce, ale
tvoří lomenou molekulu.
7
Struktura molekul s jedním centrálním atomem
 Rozbor struktury fluoridu fosforečného: PF5
15P*: [10Ne]
9F: [2He]
3s
3p
F—P—F
2s2 2p
9F: [2He]
F
F
2s2 2p
9F: [2He]
hybridní orbital
(sp3d)
F
3d
2s2 2p
9F: [2He]
Elektronový vzorec:
2s2 2p
9F: [2He]
2s2 2p
Molekula PF5 má prostorové
uspořádání. Vazby P-F směřují do
vrcholů trojbokého dvojjehlanu.
Vazebné úhly F-P-F ve
vodorovné rovině jsou 120º, mezi
svislou osou a vodorovnou
rovinou jsou tyto úhly 90º.
8
Struktura molekul s jedním centrálním atomem
 Rozbor struktury fluoridu sírového: SF6
16S**: [10Ne]
9F: [2He]
3s
3p
3d
2s2 2p
9F: [2He]
hybridní orbital
(sp3d2)
F
F
F—S—F
2s2 2p
9F: [2He]
Elektronový vzorec:
F
F
2
2s 2p
9F: [2He]
2s2 2p
9F: [2He]
2s2 2p
9F: [2He]
2s2 2p
Molekula SF6 má prostorové
uspořádání. Vazby S-F směřují
do vrcholů čtyřbokého
dvojjehlanu (pravidelného
osmistěnu). Vazebné úhly
F-S-F jsou 90º.
9
Autor:
© RNDr. Miroslav TURJAP
2013
10