K LASIFIKACE CHEMICKÉ VAZBY Mgr. Jaroslav Najbert

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Název školy Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Adresa školy Sokolovská 1638 IČO Operační program Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost Registrační číslo CZ.1.07/1.1.28/ Označení vzdělávacího materiálu K_INOVACE_1.CH.04 Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Chemie Tematický okruh Chemická vazba Zhotoveno Ročník Vyšší stupeň osmiletého gymnázia a čtyřleté gymnázium (RVP – G) Anotace Materiál je určen jako studijní materiál v předmětu chemie. Je zaměřen na rozdělení a charakteristiku typů vazeb. Primárně je koncipován pro seminář chemie, lze jej využít i v hodinách chemie.

Chemické vzorce Pomocí vzorců vyjadřujeme chemické složení látek a průběh chemických reakcí. Stechiometrické vzorce (empirické) – vyjadřují stechiometrické poměry atomů. Molekulové vzorce – vyjadřují druh a počet atomů v molekule. Funkční vzorce (racionální) – vyjadřují základní strukturu molekuly. Elektronové strukturní – vyjadřují prostorové rozložení a elektronovou konfiguraci atomů v molekule. Geometrické vzorce – vyjadřují geometrické uspořádání atomů Perspektivní vzorce – snaha o trojrozměrné znázornění vazeb.

Chemické vzorce Dusitan amonný stechiometrický molekulový funkčníNH 4 NO 2 Peroxid vodíku H2O2H2O2 H2O2H2O2 HO N2H4O2N2H4O2 NH 2 O elektronový strukturní

Chemické vzorce Methan CH 4 geometrický perspektivní

Klasifikace chemické vazby Podle počtu vazebných elektronových párů jednoduchá dvojná trojná Podle rozložení elektronové hustoty vazba σ vazba π vazba δ Podle rozdílu elektronegativit iontová vazba kovalentní vazba nepolární kovalentní vazbapolární kovalentní vazba

Jednoduchá vazba 1s 2s 2p 1s 2s 2p

Dvojná vazba 2s 2p 2s 2p 2s 2p 2s 2p 2s 2p 2s 2p

Trojná vazba 2s 2p 2s 2p Atomy dusíku jsou v základním stavu. V molekule ethynu jsou atomy uhlíku v excitovaném stavu – hybridizované orbitaly. V současnosti se předpokládá až šesterná vazba.

Vazba sigma σ Maximální pravděpodobnost výskytu vazebného elektronového páru leží v blízkosti spojnice jader atomů, tvořících vazbu.

Vazba sigma ( σ)

Vazba pí ( π) Maximální pravděpodobnost výskytu vazebného elektronového páru leží mimo spojnice jader atomů, tvořících vazbu.

Vazba delta ( δ) Vazba vzniklá překrytím d orbitalů, charakteristická pro vazbu v kovech. Maximální elektronová hustota leží mimo spojnici jader.

Je nutné si pamatovat Jednoduchá vazba je tvořena vazbou σ. Dvojná vazba je tvořena 1 vazbou σ a jednou vazbou π.

Je nutné si pamatovat Trojná vazba je tvořena jednou vazbou σ a dvěma vazbami π.

Vazba podle polarity Vazba je dělena na základě rozdílu elektronegativit atomů. Hodnoty elektronegativit jsou uvedeny v periodické tabulce. Pro vazbu v molekule H – Cl platí: rozdíl elektronegativit elektronegativita chloru = 3,1 elektronegativita vodíku = 2,15 Pro vazbu v molekule H – O – H platí: rozdíl elektronegativit elektronegativita kyslíku = 3,5 elektronegativita vodíku = 2,15

Nepolární vazba Rozdíl elektronegativit atomů leží v intervalu ( 0;0,4›. Elektrony vazby jsou rozloženy rovnoměrně a říkáme, že maximální pravděpodobnost výskytu vazebného elektronového páru (elektronová hustota) je v blízkosti jader obou atomů stejná. Vazba je také označována jako nepolární kovalentní, je charakteristická pro homoatomické molekuly typu H 2, O 2, X 2.

Polární vazba Rozdíl elektronegativit atomů leží v intervalu ( 0,4;1,7›. Elektrony vazby jsou rozloženy nerovnoměrně a říkáme, že maximální pravděpodobnost výskytu vazebného elektronového páru (elektronová hustota) je v blízkosti atomu s větší elektronegativitou větší. V blízkosti atomu s větší elektronegativitou se zvyšuje elektronová hustota a vzniká Trvalý částečný záporný náboj, na opačné straně částečný kladný náboj. δ+δ+ δ-δ-

Polární vazba Existence trvalých částečných (parciálních) nábojů způsobuje výsledný elektrický dipól, který umožňuje slabé vazebné interakce.

Iontová vazba Rozdíl elektronegativit atomů je větší než 1,7. Vazebné elektrony jsou přesunuty k atomu s větší elektronegativitou – jeden z možných způsobů vzniku aniontu a kationtu. Atomy si tak vazebné páry nesdílejí!!!

Vodíková vazba (můstek) Vodík má pouze jeden elektron. V případě polární vazby se jeho posunem k elektronegativnímu atomu může projevit kladný náboj jádra na elektrony v orbitalech atomů v dalších molekulách – projevují se elektrostatické přitažlivé síly mezi molekulami látky.

Vodíková vazba Vodíkové můstky zvyšují bod varu sloučenin (snižují těkavost). sloučenina ∆X bod varu ◦ C CH 4 NH 3 HF H2OH2O 0,45 0,85 1,75 1, ,6 -33,34 19, V případě fluorovodíku se již jedná o vazbu iontovou s tvorbou kationtu vodíku a aniontu fluoru, mezi kterými se projevují intramolekulární elektrostatické síly.

Donor akceptorová vazba Kovalentní vazba může vzniknout i takzvanou koordinací. Vazebný elektronový pár nevznikne rovnoměrným příspěvkem dvou atomů, ale jeden atom poskytne elektronový pár, kterým obsadí volný prázdný orbital druhého atomu. Atom, který poskytuje elektronový pár, nazýváme dárce (donor), atom, poskytující orbital, nazýváme příjemce (akceptor). Tato vazba je typická především pro komplexní sloučeniny (kovy), nebo skupinové kationty. Kationt amonnýOxoniový kationt Pro označení vazby se používají názvy: Donor akceptorová Koordinačně kovalentní

Odvození vazebných situací Určete typ vazby ve sloučenině sulfid měďný 1. Typ vazby podle počtu vazebných elektronů Cu 2 S Cu – S – Cu 2. Typ vazby podle rozložení elektronové hustoty Dvě jednoduché vazby = dvě vazby σ 3. Typ vazby podle rozdílů elektronegativity polární, s nízkým podílem iontovosti

Odvození vazebných situací Určete vazebné poměry ve sloučenině methan CH 4 C -IV H 4 +I Z atomu uhlíku musí vycházet 4 vazby, z atomů vodíku jedna (odpovídá postavení v PSP). Jestliže má uhlík v základním stavu dva volné elektrony, muselo dojít k excitaci, z oxidačního čísla vyplývají 4 vazby= 4 elektrony pro vazbu.

Odvození vazebných situací Určete vazebné poměry ve sloučenině oxid sírový. SO 3 Z atomu síry musí vycházet 6 vazeb, z atomů kyslíku dvě (odpovídá postavení v PSP). Jestliže má síra v základním stavu dva volné elektrony, muselo dojít k excitaci, z oxidačního čísla vyplývá 6 vazeb = 6 elektronů pro vazbu.

Odvození vazebných situací Určete vazebné poměry a typ vazby ve sloučenině oxid hořečnatý. Mg II O -II 1. Typ vazby podle počtu vazebných elektronů 2. Typ vazby podle rozložení elektronové hustoty 3. Typ vazby podle rozdílů elektronegativity 3s 3p 2s 2p Jedna dvojná vazba = jedna vazba σ a jedna vazba π. iontová

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. Zdroje a použitá literatura 1. ATKINS, P. W. a DE PAULA, Julio. Fyzikální chemie. Vyd. 1. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, xxvi, 915 s. ISBN KLIKORKA, Jiří, VOTINSKÝ, Jiří a HÁJEK, Bohumil. Obecná a anorganická chemie: celost. vysokošk. učebnice pro vys. školy chemicko-technologické. 1. vyd. Praha: SNTL, s. 3. Grafy, rovnice a vzorce vytvořeny autorem aplikacemi v Microsoft PowerPoint 2010.