A kémiai kötés magasabb szinten

Átírás

1 A kémiai köté magaabb zinten 5-1 Mit kell tudnia a kötéelméletnek? 5- Vegyérték köté elmélet 5-3 Atompályák hibridizációja 5-4 Többzörö kovalen kötéek 5-5 Molekulapálya elmélet 5-6 Delokalizált elektronok: benzol 5-7 Köté fémekben Fókuz: fotoelektron pektrozkópia Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 1 /69

2 5-1 Mit kell tudnia a kötéelméletnek? A távoli atomokat hozza közel. e - a mag vonzza. e - egymát tazítják. A magok tazítják egymát. Rajzoljuk fel a potenciáli energiát a távolág függvényében. -ve tabil a vonzá dominál. +ve nem tabil a tazítá dominál. Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide /69

3 Potenciáli energia diagram (H molekula) Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 3 /69

4 5- Vegyérték köté elmélet Az atompályák átfedée zükége a kovalen kötéhez. Az átfedének a megfelelő fáziban kell lennie (+ +) vagy (- -) a (+ -) átfedé kioltja egymát. Ez egy lokalizált köté modell. Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 4 /69

5 H S köté Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 5 /69

6 Példa 5-1 Írjuk le a, PH 3 -at vegyérték-köté módzerrel.. Azonoítuk a vegyérték elektronokat: Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 6 /69

7 Példa 5-1 Vázoljuk a pályákat: Hozzuk átfedébe a pályákat: Írjuk le az alakot: Trigonáli pirami Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 7 /69

8 5-3 Atompályák Hibridizációja Alapállapot Gerjeztett állapot Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 8 /69

9 p 3 Hibridizáció Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 9 /69

10 p 3 Hibridizáció Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 10 /69

11 A metán p 3 hibrid pályái Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 11 /69 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( z y x z y x z y x z y x p p p h p p p h p p p h p p p h Kockába ágyazott Tetraéder cúcainak Koordinátái: x y z

12 A köté a metánban Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 1 /69

13 p 3 Hibridizáció Nitrogénben Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 13 /69

14 A ammónia kötéei Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 14 /69

15 p Hibridizáció Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 15 /69

16 Bór pályái Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 16 /69

17 p Hibridizáció Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 17 /69

18 Berillium pályái Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 18 /69

19 p 3 d é p 3 d Hibridizáció Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 19 /69

20 Hybrid pályák évsepr Lewi zerkezet. VSEPR az elektrongeometria meghatározáa. Válazuk ki a megfelelő hibridizációt. Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 0 /69

21 5-4 Többzörö kovalen kötéek Az etilén Lewi zerkezeti képletében kettő köté van VSEPR: AX 3 : trigonáli planari a zén atomon. p hibridizáció: Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 1 /69

22 Etilén Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide /69

23 Etilén, p hibrid C atom Az p hibridizált C atom alakja felülnézetből minden pályára egy elektron jut.

24 Etilén, p pálya C atom A nem hibridizálódó p pálya (árga) merőlege az p pályák íkjára. + - Az p hibrid oldalnézete p pályával.

25 Etilén. lépé A két p hibrid C atom + p pályák egyeülnek C=C kettő köté képződik.

26 Etilén köté Az átfedő p hibrid pályákból C-C köté képződik.

27 Etilén p köté A kettő köté máik réze az oldal irányból átlapoló p pályákból keletkező p köté.

28 Acetilén, hárma köté Lewi képlet vagy Az acetilén, C H, a legegyzerűbb hárma kötét tartalmazó zerve vegyület (hárma köté van a zervetlen N nitrogén molekulában i).

29 Acetilén Acetilén, C H, hárma köté. VSEPR: lineári p hibrid. Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 9 /69

30 kötéek köté keletkezik az p hibridek zemből történő átfedééből a hidrogénnel való kötéekből i

31 Hárma köté: egy é kettő p köté Az atomi zinten maradó p pályákon lévő elektronok p kötéeket képeznek.

32 5-5 Molekulapálya elmélet Az atompályák (AO) az atommagon centráltak. A molekulapályák (MO) több atomot kötnek öze. LCAO -MO Linear combination of atomic orbital. Atompályák két lineári kombinációja: Ψ 1 = φ 1 + φ Ψ = φ 1 - φ MO AO-k Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 3 /69

33 AO-k kombináláa Özeadá Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 33 /69

34 A hidrogén molekulapályái Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 34 /69

35 MO-kkal kapcolato alapvető dolgok MO-k záma = AO-k záma. Kötő é lazító MO-k keletkeznek az AO-kból. e - a legalaconyabb energiájú MO-kat tölti be előzör. Pauli kizárái elv érvénye. Hund zabály érvénye. Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 35 /69

36 Kötérend (Bond Order, BO) Stabil molekulákban több elektron van a kötőpályákon mint a lazító-pályákon. Kötérend = N e - kötő MO-kon - N e- lazító MO-kon Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 36 /69

37 Az elő periódu kétatomo molekulái BO = (e - kötő - e - lazító )/ BO H + = (1-0)/ = ½ BO = (-0)/ = 1 H BO He + = (-1)/ = ½ BO = (-)/ = 0 He Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 37 /69

38 Kötérend - kötétávolág H -tipuú molekulák: Molekula e-konfiguráció Kötérend kötétávolág H ½ 106 pm H, He , ~75 H, He + 1 1* 1 ½ ~106, 108 H, He 1 1* 0 nem kovalen 5. old, 18. ábra Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 38 /69

39 A máodik periódu kétatomo molekulái Elő periódu:1 pálya. Máodik periódu é p pályák. p pálya átfedé: Szemből, a legerőebb zigma köté (σ). Oldalról, ez gyengébb pi köté (π). Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 39 /69

40 A máodik periódu molekulapályái Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 40 /69

41 P pályák kombinációja Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 41 /69

42 AO-MO energia diagram (Z 8) Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 4 /69

43 Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 43 /69 AO-MO energia diagram (Z 7 ) Z=6: C 4 * * 1 1 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( p u u g u g p

44 Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 44 /69 Kötérend é mágneeég (Z 7) 4 * * ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 ( ) 1 ( p p g u u g u g p N

45 N + N + * * 4 ( g1) ( u1) ( g ) ( u ) ( pu p) ( g p ) 1 Paramágnee A kötérend =,5 N höz képet: Kötétávolág megnyúlik, a köté meggyengül, A dizociáció energia cökken 55.Oldal 130. ábra Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 45 /69

46 Kötérend é mágneeég (Z 8) Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 46 /69

47 O + Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 47 /69 1 * 4 * * ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 ( ) 1 ( p p p g u g u g u g p p Paramágnee A kötérend =,5 O höz képet: Kötétávolág megrövidül, a köté megerőödik, A dizociáció energia nő 55.Oldal 130. ábra

48 Energia diagram eltérő atomok eetén Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 48 /69

49 5-6 Delokalizált elektronok Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 49 /69

50 Benzol Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 50 /69

51 Benzol Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 51 /69

52 Benzol MO-k é energiák Lazító p pályák 6 e - Delokalizált p kötő pályák Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 5 /69

53 A tölté elozláa a p rendzerben Szimmetriku elektroztatiku potenciál felület. A piro jelenti a negatív a kék a pozitív Töltéek dominanciáját Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 53 /69

54 Bórazin 6 elektrono delokalizált p rendzer Egyenetlen töltéelozlá a benzolnál kevébé tabil Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 54 /69

55 Piridin 6 elektrono delokalizáció _ Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 55 /69

56 4 elektrono delokalizáció Butadién Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 56 /69

57 Ózon Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 57 /69

58 CO 3 - Hipotetiku rezonancia zerkezetek Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 58 /69

59 CO 3-6 e A valódi 6 elektrono delokalizált zerkezet Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 59 /69

60 5-7 Köté fémekben Elektrongáz modell Atom törzek e - gázban Féme fény. Alakíthatóág. Force applied Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 60 /69

61 Féme köté Sávelmélet. Az MO elmélet kiterjeztée. N atom N pálya közeli energiák N/ betöltve. A vegyérték áv. N/ üre. A vezető áv. Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 61 /69

62 Sávelmélet vezető áv vegyérték. Félvezető Szigetelő Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 6 /69

63 Félvezetők (pl. Si) P Al Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 63 /69

64 Napelemek Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 64 /69

65 Napelem rézletek Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 65 /69

66 Napelemek hatáfoka Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 66 /69

67 Fókuz UPS Fotoelektron pektrozkópia Az ionizáció: M + h = M + + e - Koopman tétel: Az ionizáció (I) energiája Megfeleltethető a pályák energiájának: h 1 m e v e I Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 67 /69

68 H atom é H molekula H + h H + + e - Egyetlen áv: az 1 1 elektron ionizáció energiája 13.6 ev = 131 kj/mol H Az éle cúcok a rezgéi finomzerkezetnek felelnek meg. Egy áv ev-tól 18 ev-ig, (σ) elektronok ionizációja. Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 68 /69

69 A N é CO ionizációja p p Általáno Kémia, Köté zerkezet Slide 69 /69