2. Starka bindningar - Mattlidens ... 2. Starka bindningar Kemisk fأ¶rening: bestأ¥r av tvأ¥ eller flera

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of 2. Starka bindningar - Mattlidens ... 2. Starka bindningar Kemisk fأ¶rening: bestأ¥r av tvأ¥...

  • 2. Starka bindningar

  • 2. Starka bindningar

    ● Kemisk förening: består av två eller flera grundämnen

    ● Kemisk bindning: växelverkan mellan olika byggstenar (atomer, joner och molekyler) får dem att dras till varandra och bilda strukturer vars energiinnehåll är lägre än hos de ursprungliga byggstenarna.

    ● Elektronegativitet: ett mått på förmågan hos en atom av ett visst grundämne att dra bindningselektronerna till sig.

  • Röntgenkristallografi

    ● En metod med vilken rymdstrukturen för fasta ämnen kan bestämmas.

    ● Då en kristall bestrålas med röntgenstrålning träffar strålningen elektronerna i de enskilda atomerna och man erhåller en diffraktionsbild som exakt beskriver avståndet mellan atomerna, bindningsvinklarna samt kristllgitterstrukturen.

  • 2.1 Starka bindningar (repetition)

    a) jonbindning: - uppkommer ifall skillnaden mellan elektronegativitetsvärdet hos de grundämnen som bildar bindning är stor (Δ>1.7) - mellan metall och icke-metall

  • b) kovalent bindning: - uppkommer ifall skillnaden mellan elektronegativitetsvärdet hos de grundämnen som bildar bindning är liten (Δ< 1.7) - mellan icke-metall och icke-metall

    c) metallbindning: - metallerna uppnår en satbil struktur genom att avge elektroner – mellan metall och metall

  • + →

    2.2 Jonbindning ● Mellan metall och icke-metall, t.ex.

    Katjon Anjon

    Mg2+ O2-

    Na+ Cl-

    https://www.youtube.com/watch?v=VBReOjo3ri8

    https://www.youtube.com/watch?v=VBReOjo3ri8

  • Jongitter ● De positivt och negativt laddade jonerna dras mot

    varandra p.g.a. elektrostatiska krafter

    ● Samtidigt försöker alla joner med samma laddning hållas så långt borta från varandra som möjligt → jonerna ordnar sig i ett tredimendionellt jongitter

    ● Ju större jonladdning och ju mindre jonradie, desto starkare blir bindningen

  • Ex. Jämför t.ex.smältpunkten för CaCl 2 och CaO

  • Jonföreningar:

    ● har hög smält- och kokpunkt ● de flesta jonföreningar löser sig lätt i vatten ● Leder inte el i fast form, eftersom jonerna inte kan röra

    sig ● Leder el i smält form och lösta i vatten ● Hårda och sköra

  • Fleratomiga joner

    ● En jon kan även bestå av flera atomer, bunda till varandra med kovalenta bindningar.

  • Jonföreningars formel

    ● Ex. Skriv formeln för de jonföreningar som kaliumjonen, kalciumjonen och järn (III) jonen kan bilda med nitratjonen, sulfatjonen och fosfatjonen.

    ● Namngivning av föreningar s. 153

    ● Jonföreningar: katjon + (oxidationstal) + anjon med ändelsen id t.ex. koppar(II)oxid

  • Den kovalenta bindningen

    ● I en reaktion mellan två icke-metaller uppnår båda atomerna stabil ädelgaskonfiguration genom att dela på ytterelektroner.

    ● Vardera atomens kärna attraherar de gemensamma bindningselektronerna.

    ● Oladdade föreningar av icke-metaller med enbart kovalenta bindningar kallas molekylföreningar eller molekyler. – Grundämnesmolekyler: – Föreningsmolekyler:

  • ● Enkelbindning: atomerna har ett gemensamt bindningselektronpar

    ● Dubbelbindning: två gemensamma bindningselektropar

    ● Trippelbindning: tre gemensamma bindningselektronpar

  • Namngivning av molekylföreningar

    ● prefix + det mindre elektronegativa ämnet + prefix + det mera elektronegativa ämnet + id

    t.ex. koldioxid dikvävetetroxid

  • Hybridisering

    ● Då en kemisk bindning håller på att bildas, förändras ytterelektronernas atomorbitaler.

    ● De inre elektronerna störs så lite att deras rörelseområden fortsättningsvis kan beskrivas med hjälp av atomorbitaler.

    ● Ytterelektronernas atomorbitaler smälter ihop till hybridorbitaler. Hybridorbitalernas form är beroende av de atomorbitaler som sammansmälter.

  • sp3-hybridisering

    ● De fyra sp3-hybridorbitalerna är alla sinsemellan likadana och har samma energiinnehåll.

    ● De ställer sig så långt från varandra som möjligt = vinklarna mellan dem blir 109, 5° (de är tetraedriskt riktade).

    http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/essentialchemistry/flash/hybrv18.swf

    http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/essentialchemistry/flash/hybrv18.swf

  • σ - bindning ● En sigma-bindning bildas då de bindningsorbitaler

    som smälter samman ligger på den linje som går igenom de två atomernas kärnor.

    ● En sigma-bindning är rotationssymmetrisk och kan rotera.

    http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/bom5s2_6.swf

    http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/bom5s2_6.swf

  • sp2-hybridisering

    ● sp2-hybridorbitalerna är alla i samma plan och vinkeln mellan dem 120°.

  • π- bindning

    ● De ohybridiserade 2 p-orbitalerna smälter samman i sidled och bildar en pi-bindning.

    ● T.ex. eten, bensen

  • sp-hybridisering

    ● sp-hybridorbitalerna är riktade så långt ifrån varandra som möjligt och vinkeln mellan dem är 180°.

  • ● Syreatomens sp3-hybridisering

    ● Kväveatomens sp3-hybridisering

  • Sammanfattning

    ● sp3: Om kol, kväve och syre bildar enkla bindningar ● sp2: Om kol, kväve och syre bildar dubbelbindning ● sp: Om kol, kväve och syre bildar trippelbindning

    (eller två dubbelbindningar)

    ● En enkel bindning är en σ-bindning ● En dubbelbindning består av en σ-bindning och en π-

    bindning ● En trippelbindning består av en σ-bindning och två π-

    bindningar

  • SV09

  • Heterocykliska föreningar

    ● Ringformiga föreningar som innehåller kol och någon heteroatom såsom kväve eller syre.

    ● Ringen kan antingen vara mättad (endast enkelbindningar) eller omättad (innehålla dubbelbindningar)

  • http://www.buzzle.com/articles/chromatin-function.html

    http://www.buzzle.com/articles/chromatin-function.html

  • Allotropi

    ● Strukturmässigt olika former av ett grundämne vid samma aggregationstillstånd.

    - syre (O 2 ) och ozon (O

    3 )

    - röd, vit och svart fosfor - diamant, grafit, fulleren, nanorör

  • Atomgitter

    ● Alla kolatomer är bundna till varandra med kovalenta bindningar.

    ● Mycket höga smältpunkter ● Hårda, kan användas till att slipa

    andra material ● Kan krossas

  • 2.3 Metallbindning

    ● Metallerna har 1-3 ytterelektroner som de gärna ger bort.

    ● Om endast metallatomer bildar bindning, finns det inga atomer som kan ta emot dessa elektroner. Istället avger metallatomerna sina ytterelektroner till ett gemensam elektronmoln.

    ● Elektronerna kan röra sig fritt genom hela metallen.

    http://periodictable.com/

    http://periodictable.com/

  • Metallgitter

  • Legeringar

    ● Legeringar är metallblandningar som består av två eller flera grundämnen.

  • ● Blanka, glänsande ● Hållbara, tät struktur ● Tänjbara och formbara ● Ämnen med hög

    smältpunkt (antalet ytterelektroner inverkar på metallbindningens styrka: Ju flera gemensamma ytterelektroenr, desto starkare bindning = desto högre smältpunkt)

    ● Goda ledare av el och värme

    Metallers egenskaperMetallers egenskaper

  • Leder följande föreningar elektricitet? Ett material leder el ifall elektroner eller joner kan röra sig fritt i materialet (elektricitet = förflyttning av laddningar)

    ● Kristallin NaCl ● Smält socker (sackaros) ● Smält KCl ● En vattenlösning av silvernitrat ● 1 M svavelsyra ● Fast koldioxid (koldioxidis) ● Grafit ● Diamant ● Etanol ● Aceton

    ● Mässing + s.88 uppg. 109 och 110

  • Kap. 3 Svaga bindningar

  • Polära och opolära kovalenta bindningar

    ● Mellan två atomer med samma elektronegativitet är bindningen opolär (Δ0-0,4). T.ex.

    ● En bindning mellan atomer med olika elektronegativitet är polär. (Δ0,5-1,7)

    ● Den mera elektronegativa atomen drar bindnings- elektronparet mera mot sin kärna och molekylen får en negativ delladdning.

    ● Den andra ändan av molekylen får då en positiv delladdning.

    ● T.ex.

  • Opolär molekyl

    ● Molekyler med endast opolära kovalenta bindningar är opolära molekyler.

    ● En molekyl med polära bindningar kan vara opolär ifall delladdningarna upphäver varandra.

    O = C = O

  • Polär molekyl

    ● Hela molekylen är polär om en eller flera bindningar är polära (och ifall de inte upphäver varandra.)

  • Dispersionskrafter

    http://www.youtube.com/watch?v=3t1Jn_jrsQk

    ● Mellan opolära molekyler och ädelgasatomer verkar svaga dispersionskrafter.

    ● Ju flera elektroner det finns i en atom eller molekyl, desto större är dispersionskrafterna (= ju större molekyl, desto högre smältp