20/10/2016 tema04_biolf_

Hasonló dokumentumok
tema04_

4. Molekulák, ionok, kémiai alapelvek, a kémiai kötés típusai. Kémiai kötés kialakulásának oka: energianyereség.

3. A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

Kötések kialakítása - oktett elmélet

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

Elektronegativitás. Elektronegativitás

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Dia 1 /39

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Dia 1 /39

A hidrogénmolekula. Energia

Szalai István. ELTE Kémiai Intézet 1/74

Általános és szervetlen kémia 3. hét Kémiai kötések. Kötések kialakítása - oktett elmélet. Lewis-képlet és Lewis szerkezet

A hidrogénmolekula. Emlékeztető: az atompályák hullámok (hullámfüggvények!) A hullámokra érvényes a szuperpozíció (erősítés és kioltás) elve!

A kovalens kötés elmélete. Kovalens kötésű molekulák geometriája. Molekula geometria. Vegyértékelektronpár taszítási elmélet (VSEPR)

A kovalens kötés polaritása

Kémiai kötések. Kémiai kötések. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Kémiai alapismeretek 3. hét

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

Periódusos rendszer (Mengyelejev, 1869) nemesgáz csoport: zárt héj, extra stabil

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

Általános és szervetlen kémia 3. hét. Kémiai kötések. Kötések kialakítása - oktett elmélet. Az elızı órán elsajátítottuk, hogy.

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

A kémiai kötés magasabb szinten

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

A kémiai kötés magasabb szinten

FELADATMEGOLDÁS. Tesztfeladat: Válaszd ki a helyes megoldást!

Kémiai kötés Lewis elmélet

Energiaminimum- elve

ORVOSI KÉMIA. Az anyag szerkezete

Molekulák alakja és polaritása, a molekulák között működő legerősebb kölcsönhatás

Vegyületek - vegyületmolekulák

Kolloidkémia 1. előadás Első- és másodrendű kémiai kötések és szerepük a kolloid rendszerek kialakulásában. Szőri Milán: Kolloidkémia

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

AZ ANYAGI HALMAZOK ÉS A MÁSODLAGOS KÖTÉSEK. Rausch Péter kémia-környezettan

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Kémiai kötés: több atom reakcióba lépése során egy közös, stabil (telített) külső elektronhéj alakul ki.

Kormeghatározás gyorsítóval

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

8. Osztály. Kód. Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

a. 35-ös tömegszámú izotópjában 18 neutron található. b. A 3. elektronhéján két vegyértékelektront tartalmaz. c. 2 mól atomjának tömege 32 g.

Bevezetés az általános kémiába

Atomi, illetve molekuláris kölcsönhatások és alkalmazásaik

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

Az anyagi rendszerek csoportosítása

Fizikai kémia 2. Előzmények. A Lewis-féle kötéselmélet A VB- és az MO-elmélet, a H 2+ molekulaion

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

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

Minta vizsgalap I. Karikázza be az egyetlen megfelelő válasz betűjelét! (10x1 pont) 1. Melyik sorban szerepel csak só?

Folyadékok és szilárd anyagok

Az anyagszerkezet alapjai. Az atomok felépítése

I. ATOMOK, IONOK I FELELETVÁLASZTÁSOS TESZTEK

Molekulák világa 2. kémiai szeminárium. Szilágyi András

1./ Jellemezd az anyagokat! Írd az A oszlop kipontozott helyére a B oszlopból arra az anyagra jellemző tulajdonságok számát! /10

Altalános Kémia BMEVESAA101 tavasz 2008

7. osztály Hevesy verseny, megyei forduló, 2003.

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

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Minta vizsgalap (2007/08. I. félév)

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

Az anyagszerkezet alapjai

Bevezetés az általános kémiába

Periódusosság. Általános Kémia, Periódikus tulajdonságok. Slide 1 of 35

Az elektronpályák feltöltődési sorrendje

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

Periódusosság. Általános Kémia, Periódikus tulajdonságok. Slide 1 of 35

Atomi, illetve molekuláris kölcsönhatások és alkalmazásaik Példaként: atomi erő mikroszkópia

Kolloid állapotjelzők. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek

Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő Kód

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

Tartalom Az atom szerkezete Atom. Részecske. Molekula Atommodellek A.) J. Thomson féle atommodell...4 B.) A Rutherford-féle vagy

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Az anyagszerkezet alapjai. Az atomok felépítése

Az élethez szükséges elemek

A SZILÁRDTEST FOGALMA. Szilárdtest: makroszkópikus, szilárd, rendezett anyagdarab. molekula klaszter szilárdtest > σ λ : rel.

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

5. elıadás KRISTÁLYKÉMIAI ALAPOK

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

A periódusos rendszer, periodikus tulajdonságok

A kovalens kötés és a molekulák

Fizikai kémia 2. ZH II. kérdések I. félévtől

Atomi, illetve molekuláris kölcsönhatások és alkalmazásaik Példaként: atomi erő mikroszkópia

Vízkémia I. Rácz, Istvánné dr.

Az elemek periódusos rendszere (kerekített relatív atomtömegekkel)

A feladatokat írta: Kódszám: Harkai Jánosné, Szeged Kálnay Istvánné, Nyíregyháza Lektorálta: .. Kozma Lászlóné, Sajószenpéter

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 9. évfolyam

KÉMIA. Felzárkóztató tananyag élelmiszertudomány szakterületen tanulmányokat folytató hallgatók részére. Szerkesztette: Szabó Mária SZTE MK ÉMI

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

Szénhidrogének III: Alkinok. 3. előadás

Facultatea de Chimie și Inginerie Chimică, Universitatea Babeș-Bolyai Admitere 2015

1.2. A szilárd testek szerkezete

A kémiai kötés magasabb szinten

Kolloid állapotjelzık. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek

10.) Milyen alakja van az SF 4 molekulának? Rajzolja le és indokolja! (2 pont) libikóka; indoklás: 1 nemkötő és 4 kötő elektronpár

Közös elektronpár létrehozása

Curie Kémia Emlékverseny 2016/2017. Országos Döntő 9. évfolyam

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Átírás:

4. Molekulák, ionok, kémiai alapelvek, a kémiai kötés típusai Kémiai kötés kialakulásának oka: energianyereség. Típusai: ionos kötés kovalens kötés fémes kötés Egy egyszerű modell a kémiai kötések kialakítására: az oktett elmélet (1916-19 Lewis-Langmuir-Kossel): az atomok legkülső (vegyérték) elektronhéján lévő elektronok hozzák létre a kötéseket egyik atom elektron(oka)t ad át egy a másiknak, így pozitív és negatív ionok jönnek létre; közöttük elektrosztatikus kölcsönhatás hat: ionos kötés VAGY az atomok között egy vagy több elektronpár megosztásával kovalens kötés létesül az elektronok átadásával vagy megosztásával minden atom körül nemesgáz konfiguráció alakul ki - 8 külső elektronnal ez az oktett Várhatóan milyen kémiai kötés alakul ki két atom között? Fémek: kis Ei és kis Eea, így könnyebben adnak le elektront, mint vesznek fel. Nemfémek: nagyobb Ei és nagyobb Eea, így inkább felvesznek elektront. De valóban megtörténik az elektronátadás? Hogyan lehet ezt megjósolni? Segít az atomok elektronegativitása! Az elektronegativitás: a kötésben lévő atom elektronvonzó képességének mértéke NaCl Cl2 HCl Általánosságban: két atom elektronegativitása nagyon különbözik: ionos kötés, ionrácsos anyagok két atom elektronegativitása közel megegyezik ÉS az elektronegativitás értéke nagy: kovalens kötés, molekulák két atom elektronegativitása közel megegyezik ÉS az elektronegativitás értéke kicsi: fémes kötés, fémek A kötéstípusok között nincs éles határ! 20/10/2016 tema04_biolf_20161020 1

Copyright 2008 Pearson Prentice Hall, Inc. Chapter 6/39 Ionos kötés és az ionrácsok Na + Cl 1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Na + + Cl 1s2 2s2 2p6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 [Ne] [Ar] Kötések energiaviszonyai, a kötések erőssége ionos kötés ionok elektrosztatikus kölcsönhatás amennyire lehet közel kerülnek az ellentétes töltésű ionok, ionrács alakul ki az ionos kötés létrejöttének energetikája a nátrium és a klór reakcióján keresztül kezdjük egy egyszerűsített képpel: Na (g) + Cl (g) Na + (g) + Cl (g) két részfolyamat: Na (g) Na + (g) + e (g) Cl (g) + e (g) Cl (g) ionizációs energia (490kJ/mol) elektroaffinitás ( 349kJ/mol) A keletkezett ionok ionrácsot alkotnak: Na + (g) + Cl (g) NaCl (sz) rácsenergia szabadul fel ( 785kJ/mol) (a rácsenergiát ennek a folyamatnak a fordítottjával definiáljuk) a teljes folyamatra: 490 kj/mol + ( 349 kj/mol) + ( 785 kj/mol) = 644 kj/mol A valóságban nem gáz állapotú ionokból indulunk ki, hanem szilárd nátriumból és klórgázból (kétatomos molekulák), így a következő folyamatot kell felírni: Na (sz) + ½ Cl 2(g) NaCl (sz) 411 kj/mol miből adódik a különbség? a nátrium atomok elpárolgásához és a klórmolekulákban lévő kötés felbontásához szükséges energiából 20/10/2016 tema04_biolf_20161020 2

Az ionos kötés általában nagy kötési energiájú, így erős, ezért nehéz felbontani. kísérlet: konyhasó olvasztása Az ionrácsban a töltéssel rendelkező részecskék rögzítettek, ezért rossz hő és elektromos vezetők, de olvadékban jó elektromos vezetőkké válnak. rácstípusok az ionok méretétől és töltésétől függ, hogy milyen rács alakul ki ionizációs energia + elektroaffinitás rácsenergia: sok esetben energetikailag kedvezőtlen, így ionos kötés / ionrács nem képződik A kovalens kötés Taszítások és vonzások az elektronok és az atommagok között Copyright 2008 Pearson Prentice Hall, Inc. Chapter 67/32 Lewis-szerkezetek többatomos molekulákban 1. Vegyértékelektronok A molekula minden atomjának vegyértékelektronjait összeszámoljuk. Negatív töltés (anion) - több, pozitív töltés (kation) kevesebb elektron. 2. Atomok összekötése Vonalakkal jelezzük a kötéseket H és 2. periódus a megadott számú kötés Magasabb periódusokban az oktett-szabálynál több kötés is lehet. Általában a legkevésbé elektronegatív a központi. 3. Elektronokat a végatomokon elosztani A kötésekben elhasználtakkal csökken az elektronok száma. Egészítsük ki az oktettjeiket (kiv. H). 4: Központi atom Ha maradt elektron, a központi atomra kerül. 5. Többszörös kötés Ha nem maradt elektron, de a központi atomnak nincs oktettje, a nem kötő párokkal kétszeres vagy háromszoros kötést létesítünk. Példák: H 2O 1. 2*1+6=8 elektron 2. H O H 3. 8 4=4 elektron maradt. H-atomok a végeken, nem teszünk hozzá további elektronokat 4. A maradék 4 elektront elosztjuk az O-en nemkötő elektronpárok formájában. 5. Az O-nek meg van az oktettje, nincs többszörös kötés. 20/10/2016 tema04_biolf_20161020 3

Kovalens kötések erőssége egyszeres kovelens kötések: a kötést egy elektronpár alkotja többszörös kovalens kötések: a kovalens kötést egynél több elektronpár alkotja példa: etán etén etin kötés típusa: egyszeres kétszeres háromszoros kötéshossz: 154 pm 134 pm 120 pm kötés erősség: 348 kj/mol 614 kj/mol 839 kj/mol Copyright 2008 Pearson Prentice Hall, Inc. Chapter 67/34 A kovalens kötésre jellemző mennyiségek: kötéshossz: két atom egyensúlyi távolsága kötésszög: két, ugyanazon atomhoz tartozó kötés által bezárt szög kötésrend: hány elektronpár hozza létre a kötést kötéstípus kötéshossz kötéserősség összefüggés: a többszörös kötések erősbbek és rövidebbek, mint a megfelelő egyszeres kötések kötéspolaritás: nem azonos atomok között a kötő elektronok nem egyenlő mértékben oszlanak meg apoláris kötés poláris kötés parciális töltés az atomokon! EN Polaritás H 2 0 apoláris HI ~0,5 gyengén poláris HBr ~0,7 poláris HCl ~0,9 erősen poláris HF ~1,9 igen erősen poláris NaCl ~2,1 ionos speciális kovalens kötés: a kötő elektronpárt csak az egyik elektron adja ez a koordinációs vagy datív kötés NH 3 + H + NH 4 + nézzük az ammóniumiont! a proton nem vitt elektront, de az ammóniumion négy kötése egyenértékű CO háromszoros kötés, ebből kettő normál, egy datív, csak az oxigén adja a kötő elektronokat problémák az oktettelmélettel: 20/10/2016 tema04_biolf_20161020 4

párosítatlan elektront tartalmazó vegyületek NO, nincs oktett a N-nél, kijön a párosítatlan elektron -> paramágenes anyag, ez ok, de O 2, nincs a Lewis elmélet szerint párosítatlan elektronja, mégis paramágneses! hiányos oktettek NO nincs oktett a N-nél, csak 7 elektron BF 3 csak 6 elektron kiterjesztett oktettek PCl 3 ok, PCl 5 nem, mert 10 elektron van a foszfor körül SF 6 már 12 elektron! mi a megoldás? a kvantummechanika a H 2 potenciális energia-távolság diagramja a kötéstávolság, kötési energia LCAO-MO módszer (Linear Combination of Atomic Orbitals Molecular Orbitals) a molekulák pályáit az atomi pályák kombinálásával állítjuk elő (csak közelítés, de elég szemléletes) fólia demonstráció hogyan működik az LCAO-MO 20/10/2016 tema04_biolf_20161020 5

két atomi pálya kombinációjából két molekulapálya lesz az egyik alacsonyabb energiájú: kötő pálya a másik magasabb energiájú: lazító pálya az atomi pályákhoz hasonlóan viselkednek a molekulapályák (elektronokkal való feltöltődés, legfeljebb két ellentétes spinű elektron, maximális multiplicitás) az elektroneloszlás hengerszimmetrikus a két atommagot összekötő egyesre nézve: szigma pálya, jele σ az elektroneloszlás nem hengerszimmetrikus a két atommagot összekötő egyesre nézve, de van egy sík (egy csomósík) amelyre nézve az: pí pálya, jele π kötésrend: k=(n kötő-n lazító)/2 ha ez nulla a molekula nem jön létre Többatomos molekulák LCAO-MO még inkább közelítés minden molekulapálya minden atomra kiterjed bizonyos pályákon az elektroneloszlás csak két atom környékén jelentős: lokalizált pályák bizonyos pályákon az elektroneloszlás sok atom környékén jelentős: delokalizált pályák delokalizált kötés: határszerkezetek példa: CO 3 2- kötésrend: 1,33 kötéspolaritás molekulapolaritás molekula térbeli alakja közötti kapcsolat Ha van poláris kötés a molekulában, akkor a molekula poláris LEHET. Kétatomos molekulában: egyértelmű, hiszen a két atom mindig egy egyenes mentén helyezkedik el, pl. HCl dipólusmomentum: p=q*r : 1.080 D Többatomos molekulákban a kötések polaritása összeadódik: CO 2, H 2O közötti különbség CCl 4 apoláris molekula Debye-ben (3.33564 10 30 coulomb * méter (pontosan 1 10 21 C m 2 /s osztva a fénysebességgel)) szén-dioxid: 0 szén-monoxid: 0.112 vízgőz: 1.85 hidrogén-cianid: 2.98 Molekulák alakja a vegyértékelektronok elhelyezkedése a fontos VSEPR vegyértékelektron-pár taszítási elmélet - A vegyértékhéjon levő elektronpárok úgy helyezkednek el, hogy a távolságuk maximális legyen. - A molekulákban a kötő és nemkötő elektronpárok a lehető legtávolabb igyekeznek kerülni egymástól. - A magányos (nemkötő) elektronpároktérigényei mindig nagyobbak, mint a kötő elektronpároké. - Ha nemkötő elektronpárral rendelkezik az egyik atom, akkor a kötésszöget mindig kisebb lesz, mintha csak kötőelektronpárok lennének a molekulában. Ha egy molekulában a központi atomnak nincs nemkötő elektronpárja, akkor, ha 2 a koordinációsszám, a molekula lineáris ha 3 síkháromszög ha 4 tetraéderes ha 5 trigonális bipiramis ha 6 oktaéder szerkezetű. Nemkötő elektronpárok megléte torzítani fogja a molekulát, a kötésszöget. kialakuló alapvető szerkezetek 20/10/2016 tema04_biolf_20161020 6

központi atom elnevezés fémes kötés kis elektronegativitású elemekre jellemző atomtörzsek delokalizált elektronok -> fémes tulajdonságok jó hővezetés, áramvezetés alakíthatóság, kedvező mechanikai tulajdonságok a fémes kötés erőssége nagyon különböző lehet másodlagos kötések: anyagi halmazok részecskéi között lépnek fel nézzük csökkenő kötéserősségi sorrendben! hidrogénkötés: a legerősebb másodlagos kötés a klasszikus H-kötés feltételei: nagy elektronegativitású atomhoz (F,O,N) közvetlen kapcsolódó H-atom és magános elektronpár szintén nagy EN-ú atomon 20/10/2016 tema04_biolf_20161020 7

jelentős hatás, az élet szempontjából igen fontos (fehérjék térszerkezete, DNS, víz, szerves sav dimerek, intramolekuláris hidrogénhidak) víz kén-hidrogén forráspont összehasonlítás: 100 C, 60 C (miközben a H 2S moláris tömege jóval nagyobb!) ion-dipól kölcsönhatás: ionok és a poláris molekulák között vonzás alakul ki. A hidratációnál fontos, pl. sók vizes oldata. dipól-dipól kölcsönhatás: A szomszédos molekulák dipólusai közt is elektromos kölcsönhatás alakul ki. Poláris molekuláknál lép fel és akkor meghatározó, ha nincs H-kötés és ion-dipól kölcsönhatás, pl. éter. diszperziós kölcsönhatás: Apoláris molekulák között is kialakul vonzókölcsönhatás. A molekulák pillanatnyi polarizációja okozza. Nagyon gyenge, csak olyan esetekben fontos, ahol semmilyen más másodlagos kölcsönhatás nincs, pl jód. Kísérlet: jód szublimációja. Nagy molekulatömeg, ezért szilárd, de nagyon gyenge kölcsönhatás, így szublimál. 20/10/2016 tema04_biolf_20161020 8