Struktura molekul s jedním centrálním atomem

Struktura molekul s jedním centrálním atomem U tříatomových a víceatomových molekul je jeden nebo více centrálních atomů. Vazby směřující od nich mohou svírat různé úhly. Jejich valenční orbitaly (vazebné i nevazebné) se vzájemně odpuzují. Proto jsou vazby vycházející z jednoho centrálního atomu orientovány tak, že jejich vazebné úhly mají největší možnou velikost. Při hlubším rozboru prostorové orientace a energie vazeb i tvaru těchto molekul se předpokládá, že dochází ke změně a sjednocení tvaru a energie valenčních orbitalů. Výsledný stav molekuly je pak energeticky nejhudší, což je nejvýhodnější pro její stabilitu. Podrobný výklad podává tzv. teorie hybridizace (viz učivo 4. ročníku). Podle tohoto výkladu se budou nově vzniklé valenční orbitaly (vazebné i nevazebné) označovat jako hybridní orbitaly. Budou mít stejnou energii – jako orbitaly degenerované. Budou mít i stejný – kapkovitý tvar. Budou se lišit jen orientací v prostoru molekuly. Při rozboru struktury molekul chloridu berylnatého, fluoridu boritého, methanu, amoniaku, vody, fluoridu fosforečného a fluoridu sírového poznáme základní prostorové tvary molekul s jednim centrálním atomem. Pro modelování struktury uvedených molekul použijeme stavebnici Molekulové modely II.

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Rozbor struktury chloridu berylnatého: BeCl2 Elektronový vzorec: Cl – Be – Cl 17Cl: [10Ne] 3s 3p 4Be*: [2He] 2s 2p 17Cl: [10Ne] 3s 3p hybridní orbital (sp) Molekula BeCl2 má lineární charakter.

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Rozbor struktury fluoridu boritého: BF3 Elektronový vzorec: F 9F: [2He] 2s 2p F – B F 5B*: [2He] 2s 2p hybridní orbital (sp2) 9F: [2He] 2s 2p 9F: [2He] 2s 2p Molekula BF3 má rovinný charakter. Vazby B-F směřují do vrcholů rovnostranného trojúhelníku.

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Rozbor struktury methanu: CH4 H Elektronový vzorec: H — C — H 6C*: [2He] 2s 2p H 4x 1H: 1s hybridní orbital (sp3) Molekula CH4 má prostorový charakter. Vazby C-H směřují do vrcholů pravidelného čtyřstěnu.

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Rozbor struktury amoniaku: NH3 Elektronový vzorec: H — N — H 7N: [2He] 2s 2p H 3x 1H: 1s hybridní orbital (sp3) Molekula NH3 má prostorový charakter. Vazby N-H směřují do vrcholů nízkého trojbokého jehlanu.

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Rozbor struktury vody: H2O Elektronový vzorec: H — O — H 8O: [2He] 2s 2p 2x 1H: 1s hybridní orbital (sp3) Molekula H2O má rovinný charakter. Atomy H-O-H nejsou v přímce, ale tvoří lomenou molekulu.

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Rozbor struktury fluoridu fosforečného: PF5 Elektronový vzorec: F 15P*: [10Ne] 3s 3p 3d F — P — F 9F: [2He] 2s2 2p 9F: [2He] 2s2 2p F F 9F: [2He] 2s2 2p 9F: [2He] 2s2 2p 9F: [2He] 2s2 2p hybridní orbital (sp3d) Molekula PF5 má prostorové uspořádání. Vazby P-F směřují do vrcholů trojbokého dvojjehlanu. Vazebné úhly F-P-F ve vodorovné rovině jsou 120º, mezi svislou osou a vodorovnou rovinou jsou tyto úhly 90º.

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Rozbor struktury fluoridu sírového: SF6 Elektronový vzorec: F F 16S**: [10Ne] 3s 3p 3d F — S — F 9F: [2He] 2s2 2p 9F: [2He] 2s2 2p F F 9F: [2He] 2s2 2p 9F: [2He] 2s2 2p hybridní orbital (sp3d2) 9F: [2He] 2s2 2p 9F: [2He] 2s2 2p Molekula SF6 má prostorové uspořádání. Vazby S-F směřují do vrcholů čtyřbokého dvojjehlanu (pravidelného osmistěnu). Vazebné úhly F-S-F jsou 90º.

Autor: © RNDr. Miroslav TURJAP 2013