CURS 4 CA

PowerPoint Presentation: 

B . Legătura covalentă Se realizează prin punerea în comun de electroni neîmperecheaţi. În funcţie de natura atomilor care participă la formarea legăturii, se deosebesc două tipuri de covalenţe: - covalenţa nepolară stabilită între atomi de acelaşi fel, electronii de legătură aparţinând celor doi atomi în mod egal. Ex. H 2 , O 2 . Cl 2 etc. - covalenţa polară stabilită între atomi din specii diferite, caracterizată prin deplasarea electronilor de legătură spre atomul mai electronegativ . Ex. H 2 O , NH 3 , H Cl etc. Teoria electronică a covalenţei G.N. Lewis (1916) arată că între doi atomi ai unei molecule se stabilesc legături prin punerea în comun a doi electroni proveniţi câte unul de la fiecare atom, astfel încât fiecare atom capătă configuraţia stabilă a gazului rar cel mai apropiat. Gilbert Newton Lewis

PowerPoint Presentation: 

Teoria mecanic - cuantică a colavenţei Tratarea legăturii covalente prin teoria mecanic-cuantică se face prin două metode: - metoda perechilor de electroni sau metoda legăturii de valenţă , iniţiată de Heitler şi London , completată ulterior de Slater şi Pauling ; - metoda orbitalilor moleculari , elaborată de Mulliken, Hückel şi Hund . Ambele metode se bazează pe faptul că cei doi orbitali atomici se contopesc dând naştere la doi orbitali moleculari, comuni ambilor atomi, constituind o legătură covalentă. Cei doi orbitali moleculari formaţi (diferiţi prin energie şi stabilitate) reprezintă un orbital de legătură, de energie joasă şi un orbital de antilegătură, de energie înaltă.

PowerPoint Presentation: 

Orbitalii moleculari pot fi orbitali σ (sigma) şi orbitali π ( (pi). Orbitalii moleculari σ (sau legăturile covalente ( σ ) se pot forma prin întrepătrunderea a doi orbitali de tip s (fig. a), a unui orbital de tip s cu un orbital de tip p (fig b.) sau a doi orbitali de tip p (fig. c). Orbitalii π se formează prin întrepătrunderea a doi orbitali p aşezaţi paralel, de obicei la atomii între care există deja o legătură σ .

PowerPoint Presentation: 

Hibridizarea Hibridizarea este utilizată pentru a explica formarea unui număr mai mare de covalenţe decât numărul electronilor necuplaţi din stratul de valenţă. Reprezintă procesul de modificare a orbitalilor atomici puri în orbitali cu aceeaşi distribuţie spaţială şi de energie egală. Aceştia se numesc orbitali hibrizi . Hibridizarea sp 3 se realizează prin întrepătrunderea unui orbital de tip s cu trei orbitali de tip p , formându-se patru orbitali hibrizi orientaţi în spaţiu după direcţiile unui tetraedru regulat. Atom de carbon : a) în stare fundamentală; b) hibridizat sp 3 ; c) orbitali hibrizi ai atomului de carbon

PowerPoint Presentation: 

Structura moleculei de apă: a) modelul tetraedric al atomului de oxigen sp 3 ; b) structura moleculei de apă; c) modelul în formă de V al moleculei de apă Structura moleculei de amoniac: a) model tetraedric al atomului de azot sp 3 ; b) structura moleculei de amoniac

PowerPoint Presentation: 

Hibridizarea sp 2 are loc prin contopirea unui orbital s cu doi orbitali p şi formarea a trei orbitali hibrizi sp 2 cu o simetrie plană, trigonală şi cu un unghi între orbitalii hibrizi de 120 0 . Atom de carbon hibridizat sp 2 Formarea dublei legături în etenă

PowerPoint Presentation: 

Hibridizarea sp constă în întrepătrunderea unui orbital de tip s cu un orbital de tip p , formându-se doi orbitali hibrizi cu simetrie liniară, cu un unghi între axele orbitalilor de 180 0 . Formarea triplei legături în acetilenă

PowerPoint Presentation: 

Proprietăţile compuşilor covalenţi Substanţele covalente se prezintă sub cele trei stări de agregare. Moleculele gazelor sunt formate din doi atomi, moleculele solide sunt poliatomice, de exemplu molecula de sulf este formată din 8 atomi (S 8 ), cea de fosfor din 4 atomi (P 4 ) . în stare solidă, formează reţele de cristalizare atomică (diamant, grafit, sulf) sau reţele moleculare; au puncte de topire şi fierbere coborâte; solubilitate - s ubstanţele formate din molecule nepolare sunt solubile în solvenţi nepolari (hidrocarburi, derivaţi halogenaţi etc.) ; c ele care sunt solubile în apă (cum ar fi ureea, glucidele) formează soluţii de neelectroliţi (nu conduc curentul electric). s ubstanţele covalente polare (acizi, amoniac) sunt solubile în solvenţi polari, respectiv în apă, formând soluţii de electroliţi ; unele substanţe covalente pot exista în două sau mai multe structuri moleculare sau cristaline diferite ( forme alotropice ) : oxigenul (O 2 şi ozon O 3 ) , sulful (rombic şi monoclinic), fosforul (alb, roşu şi negru) arsenul (metalic şi galben) , carbon ( diamant – cu reţea cubică; - grafit – care cristalizează stratificat în sistem hexagonal şi cărbune).

PowerPoint Presentation: 

În diamant şi grafit, atomul de carbon se află diferit hibridizat: în cristalul de diamant, atomul de carbon este hibridizat sp 3 , iar în grafit, este hibridizat sp 2 . Diamantul prezintă o duritate foarte mare, fenomen de birefringenţă şi este izolator electric. Grafitul are o duritate foarte mică, prezintă fenomen de clivaj (se desface în straturi subţiri, paralele) şi este un bun conductor. Cărbunele negru se află sub numeroase varietăţi tehnice, cu structuri neregulate derivând de la cea a grafitului.

PowerPoint Presentation: 

Diamant

PowerPoint Presentation: 

Grafit

PowerPoint Presentation: 

C ă rbune

PowerPoint Presentation: 

Legătura coordinativă Reprezintă un caz particular al legăturii covalente şi se deosebeşte de ea prin faptul că electronii puşi în comun provin numai de la unul din atomii care posedă electroni neparticipanţi. :NH 3 + HCl ↔ (NH 4 + + Cl - ) Legătura coordinativă se mai numeşte legătură donor – acceptor şi se reprezintă printr-o săgeată ce pleacă de la atomul ce pune la dispoziţie dubletul de electroni (donor) spre atomul care se foloseşte de perechea de electroni (acceptor). Este o legătură semi-ionică sau dativă, datorită polarităţii formal câştigată.

PowerPoint Presentation: 

Tot prin legătură coordinativă se formează şi ionul de hidroniu, prin adiţionarea la una din perechile de electroni neparticipanţi ai oxigenului din apă a unui proton cedat de un acid: H 2 O + HCl  (H 3 O + + Cl - )

PowerPoint Presentation: 

Combinaţii complexe Legătura coordinativă explică formarea combinaţiilor complexe. Orice complex este compus dintr-un atom sau ion central şi ioni sau molecule numiţi liganzi . Ca atom central poate funcţiona orice element din sistemul periodic, însă metalele tranziţionale au o tendinţă deosebită de a forma complecşi. Liganzii pot fi foarte diferiţi, de la ioni monoatomici (ioni de halogenură X - ) până la substanţe organice cu o structură complicată. Sunt molecule sau ioni capabili de a dona electroni atomului central. Liganzii care conţin mai mulţi atomi capabili de a dona electroni se numesc liganzi polidentaţi . Na[Sb(OH) 6 ] ; K 4 [ Fe(CN) 6 ] Se numeşte număr de coordinaţie (N.C.) numărul de liganzi din imediata vecinătate a atomului central sau direct legaţi de acesta.

PowerPoint Presentation: 

metoda legăturilor de valenţă : - perechea de electroni donată de ligand atomului central intră în orbitalii neocupaţi ai acestuia. Pentru realizarea acestui proces, trebuie ca atomul central să aibă liberi (neocupaţi cu electroni) un număr de orbitali egal cu numărul liganzilor. [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ - c onfiguraţia electronică a atomului de cobalt este [Ar] 3d 7 4s 2 - cea a ionului Co 3+ este [Ar] 3d 6 . În urma hibridizării d 2 sp 3 , orbitalii sunt îndreptaţi spre cele şase colţuri ale unui octaedru.

PowerPoint Presentation: 

Legătura metalică În cazul în care atomii metalelor sunt liberi, izolaţi unii de alţii, electronii fiecărui atom ocupă orbitalii atomici în ordinea creşterii energiei lor, respectând regulile de ocupare cu electroni. Dacă aceşti atomi se află la distanţă foarte mică, orbitalii stratului de valenţă se întrepătrund atât de mult încât electronii de valenţă aparţin tuturor atomilor din masa metalului respectiv. Apar astfel, în locul orbitalilor atomici exteriori, zone de energie legate numite benzi de energie (benzi de valenţă) . Nivelele energetice în atomii izolaţi şi în cristalul de Na

PowerPoint Presentation: 

Fiecare din cele n nivele de energie din banda de valenţă poate fi ocupat cu maxim doi electroni, iar atomii de sodiu au pe nivelul 3s câte un singur electron, deci se pot ocupa cu câte doi electroni doar n /2 nivele, celelalte n /2 nivele rămânând neocupate. Acestea formează banda de conducţie , cu energie mai înaltă decât banda de valenţă. La creşterea temperaturii, o parte din electronii din banda de valenţă trec în banda de conducţie. Prin aceşti electroni se realizează conducerea curentului electric prin metale. În cazul metalelor tranziţionale, banda de valenţă se formează din substraturile d şi s cu energii foarte apropiate, care se întrepătrund parţial. Cu cât se întrepătrund mai mult, cu atât legătura este mai puternică, metalul este mai dur şi mai rezistent.

PowerPoint Presentation: 

Sodiu metalic