Tvary molekul Mezimolekulové síly

Který tvar bude tedy pro molekulu výhodnější? Co ovlivňuje tvar molekul: U dvouatomových molekul je tvar jednoznačný a jiné možnosti se nenabízí. H2 F2 CO Ale už u tříatomových molekul nalezneme více možných tvarů. Příklad: molekula CO2 Který tvar bude tedy pro molekulu výhodnější?

O ═ C ═ O Co ovlivňuje tvar molekul: Víte, že se elektrony (nesoucí záporný náboj) vzájemně odpuzují. Každá vazba i volný elektronový pár představuje určité zhuštění elektronů. Proto zaujímá molekula takový tvar, aby tato „zhuštění“ byla co nejdále od sebe (každý vázaný atom měl co nejvíce prostoru). Příklad: molekula CO2 Z centrálního atomu molekuly CO2, tedy uhlíku, vychází pouze 2 dvojné vazby. O ═ C ═ O Výhodnější prostorové uspořádání proto bude LINEÁRNÍ MOLEKULA.

Sestavte modely molekul: 1)CCl4 2)CO2 3)PCl5 4)BF3 5)SF6 Úloha: Sestavte modely molekul: 1)CCl4 2)CO2 3)PCl5 4)BF3 5)SF6 Přiřaďte tvarům molekul názvy: LINEÁRNÍ MOLEKULA ROVNOSTRANNÝ TROJÚHELNÍK TETREDR (=pravidelný čtyřstěn) TRIGONÁLNÍ BIPYRAMIDA (=trojboký dvojjehlan) OKTAEDR (=pravidelný osmistěn) K jednotlivým názvům si načrtněte příslušný tvar.

TRIGONÁLNÍ BIPYRAMIDA Základní tvary molekul: (Řešení předchozí úlohy) LINEÁRNÍ MOLEKULA TROJÚHELNÍK Příklad: CO2 Příklad: BF3 TETRAEDR TRIGONÁLNÍ BIPYRAMIDA OKTAEDR Příklad: CCl4 Příklad: PCl5 Příklad: SF6

2s 2px 2pY 2pZ O H O H Tvar molekuly a volné elektronové páry: O H Příklad: MOLEKULA VODY Už víte, že Lewisův vzorec o tvaru molekuly nic nevypovídá: O H O H Musíme ale počítat i s volnými elektronovými páry, které také zaujmou určitý prostor a ovlivní tvar molekuly: Podle počtu vazeb bychom mohli usoudit, že molekula vody bude mít lineární tvar : Ve skutečnosti tedy musíme uvažovat tvar tetraedru. Do dvou vrcholů směřují vazby s vodíky a do dvou volné elektronové páry: Tento tvar nazýváme LOMENÁ MOLEKULA:

2pZ 2s 2px 2pY Tvar molekuly a volné elektronové páry: 3 x H Příklad: MOLEKULA AMONIAKU I v případě amoniaku musíme uvažovat přítomnost volného elektronového páru: Tvar molekuly opět odvodíme od tetraedru. Vazby s vodíky směřují do dvou vrcholů tetraedru a do zbylého vrcholu směřuje volný pár: Tento tvar nazýváme TRIGONÁLNÍ PYRAMIDA:

Tvary odvozené od tetraedru Tvary odvozené od trojúhelníku Řešení: Úloha: Sestavte modely molekul SO3, CH4, SO2 a H2S. Co mají jednotlivé molekuly společného a čím se liší? Pojmenujte tvary těchto molekul. Tvary odvozené od tetraedru Tvary odvozené od trojúhelníku CH4 SO3 H2S SO2 MODELY MODELY NÁZVY TVARY LOMENÁ MOLEKULA TETRAEDR TROJÚHELNÍK TVARY VOLNÉ PÁRY VOLNÉ PÁRY

H2 F2 HF CO 74pm 144pm 92pm 113pm Vlastnosti vazby: Prostorové uspořádání vazby je kromě tvaru molekuly charakterizováno DÉLKOU VAZBY a VAZEBNÝM ÚHLEM. Délka vazby: Délku vazby ovlivňuje: druh vázaných atomů MOLEKULA H2 F2 HF CO VAZEBNÁ DÉLKA 74pm 144pm 92pm 113pm povaha chemické vazby VAZBA jednoduchá C C dvojná trojná VAZEBNÁ DÉLKA 154pm 133pm 121pm Délka vazby se zpravidla udává v pm (=pikometry): 1pm = 10-12 m

Vazebná energie (kj.mol-1) Energie vazby: S délkou vazby souvisí VAZEBNÁ ENERGIE, vyjadřující pevnost vazby. S rostoucí délkou vazby energie obvykle klesá. Z hodnot v tabulce můžeme například usoudit, že molekula dusíku je mimořádně stálá a trojná vazba v molekule N2 ( |N≡N|) je velmi pevná. Je to energie, kterou je třeba dodat k roztržení vazby. Zároveň je to také energie, která se uvolní při vzniku vazby. Molekula Vazebná energie (kj.mol-1) Délka vazby (pm) H2 436 74,1 N2 945 110,0 Cl2 243 199,1 I2 151 266,9 HCl 432 128,4 HI 298 162,0 NO 632 115,4 CO 1076 113,1 Udává se energie vztažená na 1 mol vazby, tedy v jednotkách „kilojoule na mol“.

Vazebný úhel: Už víte, že tvar molekuly odpovídá snaze vazeb, být co nejdál od sebe. Proto má úhel mezi dvěma vazbami (VAZEBNÝ ÚHEL) vždy největší možnou hodnotu. CO2 SO3 1800 1200 Opět pozor. U molekul, jako je například voda, ovlivní vazebný úhel přítomnost volných elektronových párů. H2O 1050

TRIGONÁLNÍ BIPYRAMIDA Závěr: Tvar molekul je dán snahou každého vázaného atomu, ale i volného elektronového páru, mít co nevětší prostor. Základní tvary: LINEÁRNÍ MOLEKULA TROJÚHELNÍK TETRAEDR TRIGONÁLNÍ BIPYRAMIDA OKTAEDR S tvarem molekuly souvisí také délka vazby a vazebný úhel. Pevnost vazby vyjadřuje vazebná energie.