6. A szénvegyületek kötései Szempont: A atom koordinációs száma Koordinációs szám: a kiválasztott szén atom körül elhelyezkedő atomok (ligandumok) szá



Hasonló dokumentumok
SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

Szerves kémiai alapfogalmak

Az optikai jelátvitel alapjai. A fény két természete, terjedése

Olyan magkedvelő részecske, amely (legalább) két különböző atomján képes kötést létesíteni a(z elektrofil) reakciópartnerrel.

SZERVES KÉMIA. Szerkezet és reaktivitás. dr. Nagy József. egyetemi docens

6. A kémiai kötés fajtái

Fizikai kémia és radiokémia labor II, Laboratóriumi gyakorlat: Spektroszkópia mérés

KÉMIA PÓTÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK június 6. du. JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

Készítette: Bujnóczki Tibor Lezárva:

Fa- és Acélszerkezetek I. 5. Előadás Stabilitás I. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

H H 2. ábra: A diazometán kötésszerkezete σ-kötések: fekete; π z -kötés: kék, π y -kötés: piros sp-hibrid magányos elektronpár: rózsaszín

Részletes tematika: I. Félév: 1. Hét (4 óra): 2. hét (4 óra): 3. hét (4 óra): 4. hét (4 óra):

Az anyagszerkezet alapjai

ESR színképek értékelése és molekulaszerkezeti értelmezése

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

CH 2 OX OH OX O XO OX O C CH 2 OH OH O HOOC


Analízis elo adások. Vajda István október 3. Neumann János Informatika Kar Óbudai Egyetem. Vajda István (Óbudai Egyetem)

Röntgensugárzás 9/21/2014. Röntgen sugárzás keltése: Röntgen katódsugárcső. Röntgensugárzás keletkezése Tulajdonságok Anyaggal való kölcsönhatás

VASÚTI PÁLYA DINAMIKÁJA

I. Atomszerkezeti ismeretek (9. Mozaik Tankönyv: oldal) 1. Részletezze az atom felépítését!

Tartalomjegyzék. Szénhidrogének... 1

Osztályozó és Javító vizsga témakörei matematikából 9. osztály 2. félév

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

2. OPTIKA 2.1. Elmélet Geometriai optika

Bevezetés az ökonometriába

Téma: A szerkezeti acélanyagok fajtái, jelölésük. Mechanikai tulajdonságok. Acélszerkezeti termékek. Keresztmetszeti jellemzők számítása

Ha a síkot egyenes vagy görbe vonalakkal feldaraboljuk, akkor síkidomokat kapunk.

A jelenség magyarázata. Fényszórás mérése. A dipólus keletkezése. Oszcilláló dipólusok. A megfigyelhető jelenségek. A fény elektromágneses hullám.

R nem hidrogén, hanem pl. alkilcsoport

R nem hidrogén, hanem pl. alkilcsoport

Elektromágneses hullámok, a fény

Fény kölcsönhatása az anyaggal:

Lumineszcencia Fényforrások

, &!!! )! ),!% ), &! )..! ). 7!# &!!,!! 6 ) &! & 6! ) &!! #! 7! ( % ) ) 0!! ) & 6 # &! #! 7.!#! 9 : %!!0!

HETEROCIKLUSOS KARBÉNPREKURZOROK SZINTÉZISE ÉS ALKALMAZÁSUK SZERVES SZINTÉZISEKBEN. doktori értekezés. Paczal Attila Róbert kémia-fizika tanár

IKT FEJLESZTŐ MŰHELY KONTAKTUS Dél-dunántúli Regionális Közoktatási Hálózat Koordinációs Központ

Grafit fajlagos ellenállásának mérése

Atomfizikai összefoglaló: radioaktív bomlás. Varga József. Debreceni Egyetem OEC Nukleáris Medicina Intézet Kötési energia (MeV) Tömegszám

1. Ha két közeg határfelületén nem folyik vezetési áram, a mágneses térerősség vektorának a(z). komponense folytonos.

Fizika belépő kérdések /Földtudományi alapszak I. Évfolyam II. félév/

(2) A R. 3. (2) bekezdése helyébe a következő rendelkezés lép: (2) A képviselő-testület az önkormányzat összes kiadását

SZILÁRDSÁGTAN A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak egyetemi ágon tanuló hallgatói részére (2004/2005 tavaszi félév, szigorlat)

A Tömegspektrométer elve AZ ATOMMAG FIZIKÁJA. Az atommag szerkezete (40-44 oldal) A tömegspektrométer elve. Az atommag komponensei:

Szerves kémiai analízis TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Oktatási segédlet. Acél- és alumínium-szerkezetek hegesztett kapcsolatainak méretezése fáradásra. Dr. Jármai Károly.

KÉMIA Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ 2003

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

GENERÁTOR FORGÓRÉSZ ELLENŐRZÉS A FLUXUS SZONDA FELÉPÍTÉSE, MŰKÖDÉSE

Falazott szerkezetek méretezése

Feladatok haladóknak

Villamos kapcsolókészülékek BMEVIVEA336

Szerves Kémia I. TKBE kr. Elıfeltétel: TKBE0101 Általános kémia. Elıadás: 2 óra/hét

IX. Szénhidrátok - (Polihidroxi-aldehidek és ketonok)

H 3 C CH 2 CH 2 CH 3

Lineáris algebra jegyzet

KÉMIA 10. Osztály I. FORDULÓ

b./ Hány gramm szénatomban van ugyanannyi proton, mint 8g oxigénatomban? Hogyan jelöljük ezeket az anyagokat? Egyforma-e minden atom a 8g szénben?

Feszített vasbeton gerendatartó tervezése költségoptimumra

ПРОГРАМА ВСТУПНОГО ВИПРОБУВАННЯ З ХІМІЇ Для вступників на ІІ курс навчання за освітньо-кваліфікаційним рівнем «бакалавр»

Nitrogéntartalmú szerves vegyületek. 6. előadás


FÜGGVÉNYEK, SOROZATOK

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

Javítóvizsga témakörei matematika tantárgyból

Mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

Előadó: Dr. Bukovics Ádám

Programozható irányítóberendezések és szenzorrendszerek ZH. Távadók. Érdemjegy

Koordináta - geometria I.

Fa- és Acélszerkezetek I. 6. Előadás Stabilitás II. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉPSZINT Függvények

SZERVES KÉMIA ANYAGMÉRNÖK BSc NAPPALI TÖRZSANYAG MAKKEM 229BL

Szerves kémiai összefoglaló. Szerkesztette: Varga Szilárd

Kristályos fullerénszármazékok topokémiai reakciói

Vektorok összeadása, kivonása, szorzás számmal, koordináták, lineáris függetlenség

A döntő feladatai. valós számok!

Képalkotás a pásztázó elektronmikroszkóppal

B2. A FÉNY FOGALMA, FÉNYJELENSÉGEK ISMERTETÉSE,

Kollimáció hiba hatása Távcsőállás fok perc mp perc mp fok perc mp mp 10 I II 28 59

3. KÖRGEOMETRIA Körrel kapcsolatos alapismeretek

Oktatási segédlet REZGÉSCSILLAPÍTÁS. Dr. Jármai Károly, Dr. Farkas József. Miskolci Egyetem

2009. év értékelése Veszprém megye levegőminőségéről az automata mérőállomások adatai alapján

Épületvillamosság laboratórium. Villámvédelemi felfogó-rendszer hatásosságának vizsgálata

Kötések kialakítása - oktett elmélet

Nitrogé ntartalmú hétérociklúsos végyú léték

Optika Gröller BMF Kandó MTI. Optikai alapfogalmak. Fény: transzverzális elektromágneses hullám. n = c vákuum /c közeg. Optika Gröller BMF Kandó MTI

A fény keletkezése. Hőmérsékleti sugárzás. Hőmérsékleti sugárzás. Lumineszcencia. Lézer. Tapasztalat: a forró testek Hőmérsékleti sugárzás

2 C CH CH2 C C H C C C H CH ) 3 CH CH CH ) 3 C ( CH ( CH ) C C ( CH

Optoelektronikai Kommunikáció. Optikai alapismeretek

Azonosító jel: Matematika emelt szint

Halogéntartalmú szerves vegyületek. 7. előadás

A MÉRETEZÉS ALAPJAI ÉPÜLETEK TARTÓSZERKEZETI RENDSZEREI ÉS ELEMEI ÉPÜLETEK TERHEINEK SZÁMÍTÁSA AZ MSZ SZERINT

MÁTRIXOK SAJÁTÉRTÉKEINEK ÉS SAJÁTVEKTORAINAK KISZÁMÍTÁSA. 1. Definíció alkalmazásával megoldható feladatok

Sztochasztikus folyamatok 1. házi feladat

Elektromágneses terek gyakorlat - 6. alkalom

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2011/2012-es tanév első (iskolai) forduló haladók I. kategória

A.11. Nyomott rudak. A Bevezetés

Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat (BMEGEMTAGK1)

Orvosi implantátumok anyagai

Átírás:

2. Előadás Szénvegyületek négyes, hármas, kettes koordinációs számú szénatommal. Elektron effektusok. Konjugált kötés. Szénvegyületek térbeli ábrázolása, projektív képletek.

6. A szénvegyületek kötései Szempont: A atom koordinációs száma Koordinációs szám: a kiválasztott szén atom körül elhelyezkedő atomok (ligandumok) száma, lehet 4,3 vagy 2 Konfiguráció: a térbeli elrendeződés egy bizonyos módja, az azonos atomhoz kapcsolódó ligandumok egymáshoz viszonyított térbeli elrendeződése. lehet: tetraéderes, piramisos, koplanáris, lineáris 6.1.Szénatom négyes koordinációs számmal 4, l 4 Jellemzés: - atom a középpontban van, - négy ligandum, - a négy ligandum a atomhoz közel, de egymástól távol van, - egyforma kötésszögek (109 o ), - tetraéderes konfiguráció. Bizonyíték: optikai izoméria

Levezetés: pálya hibridizáció

6.2. Szénatom hármas koordinációs számmal 2 2, 2 Jellemzés: - atom a középpontban van, - három ligandum, - a négy atom egy síkban van, - a három ligandum a atomhoz közel, de egymástól távol van, - kötésszög YX és XX 120 o, - planáris konfiguráció. O Bizonyíték: geometriai izoméria Levezetés: (a gerjesztett állapot) pálya hibridizáció

6.3. Szénatom kettes koordinációs számmal, Jellemzés: - atom a középpontban van, - két ligandum, - a három atom egyvonalban van, - a két ligandum a atomhoz közel, de egymástól távol van, - kötésszög 180 o, - lineáris konfiguráció. N Levezetés: (a gerjesztett állapot) pálya hibridizáció

6.4. Kiterjesztés: N,O tartalmú vegyületekre amin imin nitril oxi oxo

7. Elektroneffektusok: indukció és konjugáció 7. 1. Kötéstípusok σ-kötés (sp 3 ) X(s) pl. (sp 3 ) X(p) pl. F (sp 3 ) X(sp 3 ) pl. Tengelyirányú átfedés engerszimmetria 340 kj/mol π-kötés Oldalirányú átfedés (sp 2 ) [(sp 2 )] 3 (p) σ-kötés π-kötés Tükörszimmetria 265 kj/mol π

7. 2. Elektroneffektusok eredete és típusai Eredete: Elektronegativitásbeli (EN) különbségek. Elektron eloszlásbeli különbségek. Típusai: KÖTÉS (rövidítés) ELNEVEZÉS JELÖLÉS STATIKUS DINAMIKUS σ Induktív I s I D π Konjugációs v. tautomer M (mezomer) E (elektromer)

INDUKTÍV EFFEKTUS: STATIKUS (I S ) Eredete - Két különböző EN atom kovalens kötésben Mértéke - kötő elektronpár eltolódása. Dipólusmomentum (dipólusnyomaték) µ = e l [Debye] ha 1 Å távolságban van egy elektronnyi negatív illetve pozitív töltés, akkor µ = 4,8 D Mérése - Dielektromos állandó (ε) (paraffin: 1,9-2, 2, víz: 81, EtO: 24) Példák: 3 3 δ+ δ 2 2 3 2 3 2 Az effektus előjele: µ=0 µ=0,4d µ =1,86 D (gázfázisú víz) δ+ δ δ δ+ X Y EN X > EN - I-effektus X: elektronvonzó EN Y < EN + I-effektus Y: elektronküldő

-atomhoz kapcsolódó induktív effektusok Konfiguráció EN = (sp) > (sp 2 ) >>> (sp 3 ) -I - effektus: propin propilén metil-benzol δ+ δ+ 2 > ; δ+ +I-effektus: < 2 < 3 Rendűség EN = - 3 > - 2 3 > ( 3 ) 2 > ( 3 ) 3 +I-effektus: 3 3 δ+ 3 3 X > X > 3 δ+ δ+ 3 2 X t Butil i Propil Etil Lánchossz EN = - 3 > - 2 3 > 2-2 - 3 > 2-2 - 2-3 δ+ δ+ δ+ +I-effektus: 3 ( 2 ) 3 X > 3 ( 2 ) 2 X > 3 2 X

alogénatomok -I-effektusa [ALKIL-ALOGENIDEK] EN = F > l > Br > I alogén milyensége: 3 F > 3 l > 3 Br > 3 I δ+ δ+ δ+ δ+ µ 1,83 1,86 1,82 1,48 -atom rendűsége (primer, szekunder, tercier): 3 δ+ 3 δ+ δ+ 3 2 Br < Br < 3 Br 3 3 µ 1,88 2,04 2,21 -lánc hosszúsága: δ+ δ+ δ+ 3 Br < 3 2 Br < 3 2 2 Br µ 1,82 1,88 1,93 Br δ γ β α

Szubsztituált karbonsavak aciditása pk a 2 OO 4,76 I 2 OO 3,12 Br 2 OO 2,87 F 2 OO 2,68 - I-effektus: F > l > Br > I Szubsztituált karbonsavak aciditása pk a 3 2 l OO 2,86 3 l 2 OO 4,05 2 l 2 2 OO 4,52 3 2 2 OO 4,82 -I-effektus: X > X > X α β γ δ+ O O Értelmezés O O - + +

INDUKTÍV EFFEKTUS: DINAMIKUS (I D ) Eredete - Külső erőtér hatására a kovalens kötés (kötő elektronpár, σ kötés) polarizálódik. Külső erőtér - Ionok - Dipólus σ-kötések érzékenysége Tapasztalat: > N > O > F I > Br > l > F - Nagy statikus I effektus jelenléte esetén kicsi a dinamikus I effektus hatása. - Kis statikus I effektus jelenléte esetén a kötés érzékeny, nagy a dinamikus effektus hatása.

KONJUGÁIÓS EFFEKTUS : STATIKUS (MEZOMER) [M] Eredete - Két különböző EN atom között lokalizált π-elektronok, Példák: kötő elektronpár eltolódása. (EN O > EN ) O O 2 : + M O: - M A π-elektronok három v. több atom erőterében delokalizálódnak: A) a a π-kötések konjugált helyzetben vannak 2 2 1,3- butadién B) a a π-kötésben résztvevő atomhoz nem-kötő elektronpárt tartalmazó atom is kapcsolódik 2 l vinil-klorid 2 =: -M l: +M Előjel: Az atom, amely felé a π-elektronok elmozdulnak M effektust képes kiváltani; amelyről elmozdultak, + M effektusra képes.

KONJUGÁIÓS EFFEKTUS : DINAMIKUS (ELEKTROMER) [E] Eredete - Külső erőtér hatására két atom között lokalizált π-elektronok (kötés) polarizálódik. A külső hatás megszűntével eltűnik. Külső erőtér - Ionok - Dipólus Tapasztalat: Teljes töltésszétválasztást is létrejöhet. Példa: + - 2 O 2 O formaldehid 7. 3. Electron-effektusok együttes megjelenése 3 2 3 2 O 3 2 2 3 2 O 1-butén 1-propanal µ = 0,3 D µ = 2,5 D 3 2 2 3 2 O -I-effektus -I-effektus, -M-effektus

7.4. Konjugált kötés Definíció: Olyan kovalens kötések rendszere, amelyben két kettős/hármas kötést egy egyszeres kötés választ el egymástól. LINEÁRISAN KONJUGÁLT RENDSZER IKLIKUSAN KONJUGÁLT RENDSZER O N N N N N N N N

Definíció: Olyan kovalens kötések rendszere, amelyben a kettős kötésben résztvevő -atomhoz nem-kötő elektront vagy elektronpárt tartalmazó atom kapcsolódik. Példák: 2 l O vinil-klorid fenolát anion -

7.4.1. Lineárisan konjugált rendszerek a) Röntgen (X-ray) diffrakció 1 2 3 4 2 2 b) Brómozás 1,37Å 1,37Å 1 2 3 4 2 2 + Br 2 1,48Å várható kötéshossz: (sp 3 ) (sp 3 ) 1,54Å (sp 2 ) (sp 2 ) 1,34Å 2 2 Br Br 3,4-dibróm-1-butén 2 2 Br 1,4-dibróm-2-butén Br c) UV spektrum 2 2 2 2 2 3 Likopin (11 kettős kötés) λ max [nm] 162 217 227 vörös E=h ν

ÉRTELMEZÉS: 1. Az egyszeres és kettős kötések kölcsönhatnak. 2. Nincsenek külön (izolált) egyszeres és kettős kötések, hanem a π-elektronok az egész molekulára kiterjedő, delokalizált molekulapályán mozognak. LEÍRÁS (példa: 1,3-butadién) 1. Oktett elv alapján (rezonancia szabályok, határszerkezetek). 2. MO elmélet alapján (atomi pályák kombinációja). SZERKEZETÁBRÁZOLÁS AZ OKTETT-ELV ALAPJÁN atárszerkezetek (I,II.) 2 2 2 2 I E II 2 2 2 2 2 2 III IV 2 2 V VI, VII, VIII

Rezonancia szabályok a) egységes szerkezet, oszcilláció nincs b) azonos számú π-elektron (π-kötés, magános elektronpár) c) azonos geometria, π-elektronok lokalizációja azonos (a valóságos) planáris σ-vázon d) elvileg lehetséges határszerkezetek felírása; - határszerkezetek súlyozása az izolált π-kötések száma szerint; - izovalens, heterovalens és poláros határszerkezetek 2 2 2 2 III 2 2 V e) magas energiaértékű határszerkezetek elhanyagolása. Pl. V igen valószínűtlen. f) nem-egyforma energiaértékű határszerkezetek: a valóságos szerkezet a legkisebb energiájú határszerkezethez hasonlít g) egyforma energiaértékű határszerkezetek: a valóságos szerkezet mindkettőtől erősen eltér IV

SZERKEZETÁBRÁZOLÁS AZ MO ELMÉLET ALAPJÁN 1,3-butadién: 22 vegyértékelektron; 11 kötő elektronpár σ-váz: 18 vegyértékelektron; 9 kötő elektronpár π-rendszer: 4 vegyértékelektron; 2 kötő elektronpár A. 4 π elektron 4 atomi p-pályán (lokalizált) B. 4 π elektron 2 bicentrikus π-pályán. 4 π elektron 4 atomi p-pálya kombinációján (p 1 +p 2 ) (p 3 +p 4 ) Φ 4 + - + - Φ 3 + - - + E Φ 2 + + - - Φ 1 + + + +

7.4.2. iklikusan konjugált rendszerek a) Kötéstávolság (sp 3 ) (sp 3 ) 1,54Å b) Reaktivitás (összevetés) (sp 2 ) (sp 2 ) 1,34Å (benzol) 1,39Å Nincs különbség. (Nincs izoméria.) Reagens 2 = = = 2 1,3,5-hexatrién NO 2 NO 3 / 2 SO 4 Br c) UV spektrum Br 2 + FeBr 3 2 /kat. Br 2 = = 2 Br 1,6-dibróm-2,4-butadién 3 2 2 2 2 3 hexán λ max [nm] 2 = 2 162 2 = = 2 217 200 ÉRTELMEZÉS: 1. Nincs izolált egyszeres és kettős kötés. 2. A π-elektronok delokalizálódnak a teljes kötésrendszeren.

AROMÁS VEGYÜLETEK (Aroma [ἄρωµα, görög] fűszer, kellemes illat) AROMÁS JELLEG FELTÉTELEI = aromás = nem aromás 1. A gyűrűt felépítő atomok egy síkban vannak, koplanáris szerkezet, sp 2 konfiguráció. 2. A gyűrűt felépítő atomoknak van egy, a síkra merőleges szabad p pályája. 3. A delokalizált molekulapályára kerülő p és/vagy nem-kötő elektronok száma 4n + 2, ahol n = 0,1,2... (ÜKEL - szabály)

Példák benzol naftalin bifenil piridin ciklopropén ciklopropenil ciklobutadién pirrol imidazol N N N N ciklo- ciklopentadienil adenin pentadién kation gyök anion cikloheptadién cikloheptadienil pirillium kation kation gyök anion O

SZERKEZETÁBRÁZOLÁS AZ OKTETT-ELV ALAPJÁN

SZERKEZETÁBRÁZOLÁS AZ MO ELMÉLET ALAPJÁN σ - váz: 6 db (sp 2 ) (sp 2 ) kötés: 12 elektron 6 db (sp 3 ) (s) kötés: 12 elektron π - váz: 6db (p) 6 elektron 30 elektron σ π 6 p-pálya lineáris kombinációja: 3 kötő, 3 lazító molekulapálya Jellemzés: a pályák folyamatos és folytonos átfedése, planáris gyűrű, kötés szögek: < 120º < 120º

8. Szerkezetábrázolás Szerkezeti képletek (vegyértékelmélet, 1870) N O Összevont szerkezeti képletek (1916) 3 3 4 3 3 3 3 3 3 3 ( 3 ) 3 2 2 N 2 O 2 O 2 O 2 2 N

Elektronképletek (oktett elmélet) O N O O l l l

Rudas gömbmodellek (Dreiding modell) Kötéshossz arányos rudak, atom: gömb, tetraéder

Stuart-Briegleb modellek Méret- és alakhű modellek (kötéshossz, kötésszög, hatórádiusz)

Sztereoképletek

Egy példa: n-bután, 4 10 Molekula (összeg) képlet: 4 10 Szerkezeti képlet: sík képlet egyszerűsített konstituciós képletek térbeli éleket leíró konstituciós képlet konformációs képlet