EU peníze středním školám Název vzdělávacího materiálu: Chemická vazba II. část – typy vazeb Číslo vzdělávacího materiálu: ICT9/4 Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název sady vzdělávacích materiálů: Anorganická a obecná chemie Autor: Jakub Siegl Datum vytvoření: Garant (kontrola): Mgr. Šárka Kirchnerová Ročník: vyšší gymnázium Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Chemie Téma: Výukový materiál – chemická vazba Metodika/anotace: Powerpointová prezentace slouží jako výukový materiál a jako opakování k maturitě z chemie. Jejím úkolem je názorně objasnit jednotlivé typy vazeb a vazebných interakcí. Časový rozvrh: 40 min Gymnázium Františka Křižíka a základní škola, s.r.o.

Chemická vazba chemickou vazbou rozumíme spojení dvou atomů prostřednictvím valenčních elektronů → vznikají molekuly – s tímto souvisí hned několik otázek: 1.Co to jsou valenční elektrony a jaký je jejich postavení v atomu? 2.Proč některé atomy mají snahu vytvářet vazbu a jiné ne? 3.Existují podmínky, které podmiňují vznik vazby? 4.Co je to vaznost a lze ji ovlivňovat? 5.Existuje více typů vazeb?

Existuje více typů vazeb? V minulé kapitole jsme si vyjasnily význam a podmínky vzniku chemické vazby – pokuste se vybavit si je…

Existují podmínky, které podmiňují vznik vazby? Podmínky samozřejmě existují – vazba nemůže vzniknout jen tak, z ničeho nic: 1.atomy se k sobě musí přiblížit natolik, aby došlo k překryvu jejich valenčních vrstev 2.atomy musí mít dostatečnou kinetickou energii, která jim umožní překonat vzájemné odpudivé síly 3.atomy musí mít správnou prostorovou orientaci, aby bylo možné utvořit vazebný elektronový pár 4.Při vzniku chemické vazby dochází ke změnám v potenciálních a kinetických energiích elektronů. Důležitou podmínkou vzniku vazby je, aby nová soustava měla nižší vnitřní energii než je součet energií původně zúčastněných částic – tedy větší stabilitu Délka vzniklé vazby odpovídá právě této stabilitě. Vzdálenost vázaných atomů musí odpovídat nejnižší možné potenciální energii. Pokud by se atomy přiblížily ještě více, začaly by se projevovat odpudivé síly nevázaných elektronů obou atomů a potenciální energie by prudce stoupala

Existuje více typů vazeb? Vazba je pojem zahrnující mnoho významů, proto je dobré si vazby rozdělit: 1.vazba chemická 1.vazba chemická – z pohledu chemie nejvýznamnější – zahrnuje ty vazby, které jsou realizovány valenčními elektrony 2.vazba kovová 2.vazba kovová – specifická vazba kovů 3.vazby fyzikálníslabé vazebné interakce 3.vazby fyzikální neboli slabé vazebné interakce – mezi ně řadíme zejména Van der Waalsovy síly a vodíkové můstky – tedy vazby realizované mezi opačně nabitými částmi dvou nebo více molekul

1. Vazba chemická jak již bylo řečeno, vazba realizována ve valenční sféře prostřednictvím valenčních elektronů s opačným spinem 3 základní typy chemickou vazbu rozlišujeme na 3 základní typy a to v závislosti na prvcích, jejichž atomy se zapojují do vazby, resp. na vzájemném postavení těchto prvků – rozdílu jejich elektronegativit: I.vazba kovalentní nepolární – rozdíl elektronegativit je do 0,4 (včetně) II.vazba kovalentní polární – v rozmezí 0,4 – 1,7 III.vazba iontová – rozdíl činí více než 1,7 Obr. 1: Tabulka

Kovalentní nepolární vazba pokud je vazba realizována dvěma atomy mající podobnou (nebo stejnou) elektronegativitu rozdíl jejich elektronegativit musí být do 0,4 čistě nepolární je vazba pouze tehdy, jde-li o dva atomy stejného prvku elektrony chemické vazby se v okolí jader vázaných atomů vyskytují rovnoměrně u ostatních molekul dochází k částečné polarizaci – deformaci a vzniku parciálních nábojů – elektrony se nevyskytují rovnoměrně přechod mezi nepolární a polární vazbou je tedy uměle vytvořený vznik kovalentní vazby odpovídá tendenci atomů sdílet valenční elektrony a tím si doplnit svůj volný valenční prostor a získat tím stabilní uspořádání počet sdílených párů elektronů může být od jednoho po až šest – většinou se však počet vazeb mezi dvěma atomy nedostane nad tři

Kovalentní nepolární vazba 6 C * [ 2 He] 4 x 1 H Molekula CH 4 je typickým příkladem kovalentní nepolární vazby. Veškeré vazby v uhlovodících mají charakter nepolárních vazeb, nemluvíme samozřejmě o jejich derivátech. Čistě nepolární vazbu bychom mohli najít v molekulách prvků H 2, O 2, S 8 … jednoduchoudvojnou trojnou Jak bylo již řečeno, mezi atomy můžeme nacházet nejčastěji vazbu jednoduchou (tvořenou jedním sdíleným párem), dvojnou (dvěma) a trojnou (tedy třemi)

vazba jednoduchá – H 2 – vzniká na spojnici jader vázaných atomů – typ σ – nejdelší a nejslabší vazba dvojná – O 2 – vzniká nejdříve σ a následně mimo spojnici π vazba trojná – N 2 – vzniká σ a dvě π – nejkratší a nejpevnější Kovalentní nepolární vazba σ σπ σππ

Kovalentní polární vazba 17 Cl [ 10 Ne] 1H1H Tato vazba je realizována mezi atomy prvků, jejichž rozdíl elektronegativity se nachází v rozmezí 0,4 až 1,7. 3 (Cl) – 2,1 (H) = 0,9 H δ+_ Cl δ- Obr. 2 a video: Video

Koordinačně kovalentní vazba (donor-akceptorová) 8 O [ 2 He] 2 x 1 H 1H+1H+ Molekula H 3 O + Koordinačně kovalentní vazba se liší od klasické kovalentní pouze způsobem vzniku. Donor el. páru (O) jej sdílí s akceptorem (H + ).

Iontová vazba rozdíl elektronegativit vázaných atomů je vyšší než 1,7 dochází k přesunu elektronů a vzniku iontů s celým nábojem jedná se vlastně o extrémní případ polarity molekuly vzniklé opačně nabité ionty se přitahují silnými elektrostatickými silami iontové sloučeniny jsou za normálních podmínek rozmístěné do krystalové mřížky Obr. 3: GG/ecb/covalent_ionic_bonds.php Obr. 4:

Vlastnosti kovalentních a iontových sloučenin nepolární sloučeniny – jsou rozpustné pouze v nepolárních, popřípadě slabě polárních rozpouštědlech – nevedou elektrický proud ani v tavenině, ani v roztoku (až na výjimky) polární sloučeniny – rozpustné v polárních rozpouštědlech – vznik (vodných) roztoků iontové sloučeniny – díky krystalické mřížce velmi pevné, nevedou el. proud – rozpustné v polárních rozpouštědlech → vzniklé roztoky, stejně jako taveniny, vedou el. proud

2. Vazba kovová vazba typická pro kovy – 80% všech prvků kovový charakter stoupá v periodické tabulce směrem dolů a doleva všechny kovy kromě jediného (Hg) jsou pevné látky a uspořádáním částic v krystalové kovové mřížce z jejich postavení v tabulce vyplývá, že mají malý počet valenčních elektronů a že mají nízkou elektronegativitu prvek je kovem v případě, že jeho počet valenčních elektronů je stejný anebo nižší než číslo periody, ve které se nachází kovová vazba se uskutečňuje extrémně pohyblivými elektrony – pohybují se po celé mřížce, nemají pevné místo (jsou delokalizované), jelikož v kovové mřížce dochází k překryvu valenčních sfér atomů → vznikají tak elektronové energetické pásy, kde se elektrony společné pro všechny atomy pohybují jako elektronový plyn Tabulka

2. Vazba kovová Obr. 5:

2. Vazba kovová vyplývají z ní významné vlastnosti: – z uspořádání do krystalové mřížky → možnost posouvat jednotlivé vrstvy – kujnost, tažnost – díky pevným vazbám a provázanosti → vedení tepla Obr. 6: sfer.com/resources/ wiki/entry/3448/ Obr. 7: -díky elektronovému plynu → vedení el. proudu Obr. 8: 14/glance/Electricity%20and%20magnetism/ Electric_current/index.html

K procvičování: Zaznamenejte vazbu pomocí elektronových rámečkových konfigurací valenčních elektronů u: U výše uvedených sloučenin zkuste pojmenovat typy vazeb a jejich polaritu: KFNH 4 + Tabulka

Zdroje: (k ) Obr. 1: Obr. 2 a video: Obr. 3: Obr. 4: Obr. 5: Obr. 6: Obr. 7: Obr. 8: 14/glance/Electricity%20and%20magnetism/Electric_current/index.html Obr. 9:

Obr. 9: Zpět