Cząsteczki 1.Dlaczego atomy łącz czą się w cząsteczki?.jak atomy łącz czą się w cząsteczki? 3.Co to jest wiązanie chemiczne? Co to jest rząd d wiązania? Jakie sąs typy wiąza zań?
Dlaczego atomy łącz czą się? Opis termodynamiczny Opis kwantowy
Cząsteczki homojądrowe
Jak atomy łącz czą się? Jak utworzyć orbital molekularny? ψ = c ψ a a c ψ b b Liniowa kombinacja orbitali atomowych (LCAO) Weźmy atomy wodory i utwórzmy molekułę a b a b
Jak atomy łącz czą się? Jaką postać ma operator energii? ˆ = Tˆ e, a Tˆ e, b Vˆ ˆ ˆ V V e a e b ab Vˆ e, a e, b energia kinetyczna elektronów energia potencjalna elektronów w polu jąder energia potencjalna jąder a i b energia potencjalna elektronów z atomów a i b
Jak atomy łącz czą się? Jaką postać ma funkcja falowa molekuły y? ψ = c ψ ( ) c ψ ( ) MO a Przepis na orbital molekularny (MO): liniowa kombinacja orbitali atomowych a b b Cała a sztuka przy poszukiwaniu funkcji falowej Ψ MO MO sprowadza się sięzatem do do poszukania wartości współczynnik współczynników c a i i c b
Jak atomy łącz czą się? Jaką postać ma funkcja falowa molekuły y? ψ MO,1 = ψ a ( ) ψ b ( ) c a = c b = 1 ψ MO, = ψ a ( ) ψ b ( ) c a = c b = 1 Liniowa kombinacja polega na na tym, że że e z orbitali atomowych powstają zawsze orbitale molekularne, itd
Jak atomy łącz czą się? Jaką postać ma gęstog stość prawdopodobieństwa MO molekuły y? Ψ MO ψ MO,1 = N = N ( ψ ( ) ψ ( )) ( ψ ( ) ψ ( ) ψ ( ) ψ ( )) a a b b a = b ψ MO, = N = N ( ψ ( ) ψ ( )) ( ψ ( ) ψ ( ) ψ ( ) ψ ( )) a a b b a = b N współczynnik normujący funkcję
Co to jest wiązanie? wzmocnienie 1 a0 ψ = ψ ( ) ψ ( ) 0 ψ MO, 1 a b a =ψb = e 3 r a a b a b orbital wiążą ążący
Co to jest wiązanie? osłabienie - wygaszenie ψ MO = ψ ( ) ψ ( ), 1 a b - a a b b -
Co to jest wiązanie? wzmocnienie ψ MO,1 osłabienie gęstość prawdopodobieństwa gęstość prawdopodobieństwa a b r a b r
Co to jest wiązanie? energia orbital antywiążący orbital wiążący
Co to jest wiązanie? poziomy energii elektronów E Aa b aa Energy diagram MO B Bb Electron probability distri (a) MO 1 (b) rozkład gęstości prawdopodobieństwa
Co to jest wiązanie? ψ ψ MO,1 MO, σ = orbital wiążą ążący = σ * orbital antywiążą ążący Reguły zapełniania orbitali molekularnych: minimum energii zakaz Pauliego reguła unda
Co to jest rząd d wiązania? R= n e na orbitalu wiążącym - n e na orbitalu antywiążącym R = n n * e e
Jak przewidywać trwałość molekuł? Która cząsteczka istnieje? e e Li Li Be Be σ * R = 1 0 = 1 σ [ ] = ( σ ) 1
Jak przewidywać trwałość molekuł? Która cząsteczka istnieje? e e Li Li Be Be σ * R = 0 = 1 σ [ ] = ( σ ) Która cząsteczka jest bardziej trwała?
Jak przewidywać trwałość molekuł? Która cząsteczka istnieje? e e Li Li Be Be R = 1 0 = 1 R = 0 = 1 Która cząsteczka jest bardziej trwała?
Jak przewidywać trwałość molekuł? Która cząsteczka istnieje? e e Li Li Be Be σ * R = 1 = 1 e e σ [ ] ( ) ( * e = σ σ ) 1
Jak przewidywać trwałość molekuł? Która cząsteczka istnieje? e e Li Li Be Be σ * R = = 0 e e σ [ ] ( ) ( * e = σ σ ) e nie istnieje
Jak przewidywać trwałość molekuł? Która cząsteczka istnieje? e e Li Li Be Be σ * s s s σ s σ * R = 3 = 1 [ ] ( ) ( * ) Li = σ σ ( σ ) 1 s Li Li σ
Jak przewidywać trwałość molekuł? Która cząsteczka istnieje? e e Li Li Be Be σ * s s σ s σ * s R = 4 = 1 [ ] ( ) ( * ) Li = σ σ ( σ ) s Li σ Li Która cząsteczka jest bardziej trwała?
Jak przewidywać trwałość molekuł? Która cząsteczka istnieje? e e Li Li Be Be σ * s s s σ s σ * R = 4 3 = 1 Be Be σ [ ] ( ) ( * ) ( ) ( * Be = σ σ σ σ ) 1 s s
Jak przewidywać trwałość molekuł? Która cząsteczka istnieje? e e Li Li Be Be σ * s s σ s σ * s R = 4 4 = 0 [ ] ( ) ( * ) ( ) ( * Be = σ σ σ σ ) s s Be σ Be Be nie istnieje
Jakie sąs typy wiąza zań? Jakie typy orbitali molekularnych tworzą się z orbitali atomowych typu p? 09_190 Antibonding σ* p (a) p x p x σ p Bonding π* p Antibonding (b) p y p y π p Bonding
Jakie sąs typy wiąza zań? Jakie typy orbitali molekularnych tworzą się z orbitali atomowych typu p? B B (a) π π σ
Jakie sąs typy wiąza zań? Z jakich orbitali tworzą się wiązania σ? s s p p s-orbital s-orbital σ-bonding MO p-orbital p-orbital σ-bonding MO s p s-orbital p-orbital σ-bonding MO
Jakie sąs typy wiąza zań? Z jakich orbitali tworzą się wiązania π? p p p d
Jakie sąs typy wiąza zań? Przykład B [ ] ( )( )( ) ( ) ( ) 1 ( ) 1 B = σ σ σ σ * * s s p p π π p π * p p σ p π p σ * B B s s (a) σ
Jakie sąs typy wiąza zań? Przykład * * ad N [ N ] = ( σ ) ( σ ) ( σ ) ( σ ) ( σ ) ( π ) ( π ) s s px p y pz E p σ * p π * p p σ p π p σ * s s σ
Jakie sąs typy wiąza zań? Przykład * * * 1 * ad O [ N ] = ( σ ) ( σ ) ( σ )( σ )( σ ) ( π ) ( π ) ( π ) ( π ) 1 s s px p y pz py pz E p σ * p π * p p σ p π p σ * s s σ
Jakie sąs typy wiąza zań? Przykład * * * * ad F [ N ] = ( σ ) ( σ ) ( σ )( σ )( σ ) ( π ) ( π ) ( π ) ( π ) s s px py pz p y pz E p σ * p π * p p σ p π p σ * s s σ
Jakie sąs typy wiąza zań? B C N O F σ p * π p * σ p * π p * E σ p π p σ s * π p σ p σ s * σ s σ s Rząd d wiązania 1 3 1 Energia dysocjacji 80 60 94 495 154 Długość 159 131 110 11 143 magnetyczność para dia dia para dia
Jakie sąs typy wiąza zań? 1.7 przykłady związków 1.6 długość wiązania 1.5 1.4 1.3 1. O - O - O O BaO KO O PtF 6 1.1 1.0 0.5 1 1.5.5 3 rząd wiązania
Cząsteczki heterojądrowe
Jakie sąs typy wiąza zań? Przykład F 09_198 atom F molecule F atom 09_199 σ * E p σ nucleus F nucleus
Jakie sąs typy wiąza zań? Przykład Li
Jakie sąs typy wiąza zań? wiązania zdelokalizowane
Jakie sąs typy wiąza zań? Przykład C 6 6 09_0 sp 09_03 C C sp C C C C (a) (b)
Jakie sąs typy wiąza zań? Przykład NO