Struktura molekul s jednm centrlnm atomem Struktura molekul

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. 2

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

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Ø Rozbor struktury fluoridu boritého: BF 3 9 F: [2 He] 2 s 2 p Elektronový vzorec: F F–B 5 B*: [2 He] 2 s 2 p F hybridní orbital (sp 2) 9 F: [2 He] 2 s 2 p 2 p Molekula BF 3 má rovinný charakter. Vazby B-F směřují do vrcholů rovnostranného trojúhelníku. 4

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Ø Rozbor struktury methanu: CH 4 H Elektronový vzorec: 6 C*: [2 He] 4 x 1 H: 2 s 2 p H—C—H H 1 s hybridní orbital (sp 3) Molekula CH 4 má prostorový charakter. Vazby C-H směřují do vrcholů pravidelného čtyřstěnu. 5

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Ø Rozbor struktury amoniaku: NH 3 Elektronový vzorec: 7 N: [2 He] 3 x 2 s 1 H: 2 p H—N—H H 1 s hybridní orbital (sp 3) Molekula NH 3 má prostorový charakter. Vazby N-H směřují do vrcholů nízkého trojbokého jehlanu. 6

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Ø Rozbor struktury vody: H 2 O Elektronový vzorec: 8 O: [2 He] 2 s 2 x H—O—H 2 p 1 H: 1 s hybridní orbital (sp 3) Molekula H 2 O má rovinný charakter. Atomy H-O-H nejsou v přímce, ale tvoří lomenou molekulu. 7

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Ø Rozbor struktury fluoridu fosforečného: PF 5 15 P*: [10 Ne] 9 F: [2 He] 3 s 3 p F—P—F 2 s 2 2 p 9 F: [2 He] F F 2 s 2 2 p 9 F: [2 He] hybridní orbital (sp 3 d) F 3 d 2 s 2 2 p 9 F: [2 He] Elektronový vzorec: 2 s 2 2 p 9 F: [2 He] 2 s 2 2 p Molekula PF 5 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. 8

Struktura molekul s jedním centrálním atomem Ø Rozbor struktury fluoridu sírového: SF 6 16 S**: [10 Ne] 9 F: [2 He] 3 s 3 p 3 d 2 s 2 2 p 9 F: [2 He] hybridní orbital (sp 3 d 2) F F F—S—F 2 s 2 2 p 9 F: [2 He] Elektronový vzorec: F 2 s 2 p 9 F: [2 He] 2 s 2 2 p Molekula SF 6 má prostorové uspořádání. Vazby S-F směřují do vrcholů čtyřbokého dvojjehlanu (pravidelného osmistěnu). Vazebné úhly F -S-F jsou 90º. 9

Autor: © RNDr. Miroslav TURJAP 2013