Vorlesung Allgemeine Chemie: Chemische .Bindungen, ein Oktett, tetraedrische Struktur Kovalente Bindung:

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  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Chemische Bindung

    Inhalte

    Gruppentendenzen: Alkalimetalle Halogene Reaktion mit H2 und H2O basische undGruppentendenzen: Alkalimetalle, Halogene, Reaktion mit H2 und H2O, basische und saure Oxide, Ionenbindung, Gitterenergie, Tendenzen in Abhngigkeit von Ladung und Radius, Eigenschaften von Salzen, Typen von Kationen, Typen von Anionen, Ionenradien: Bestimmung Kationen Anionen im Verhltnis zum KovalenzradiusIonenradien: Bestimmung, Kationen, Anionen im Verhltnis zum Kovalenzradius,

    Polarisation des Anions, bergang zur kovalenten Bindung innerhalb der 2.Periode (NaBr bis ClBr), Al2Br6, Oktettregel, Kohlenstoff als "Zentralelement": vier kovalente(NaBr bis ClBr), Al2Br6, Oktettregel, Kohlenstoff als Zentralelement : vier kovalente Bindungen, ein Oktett, tetraedrische Struktur

    Kovalente Bindung: MO-Beschreibung fr Diwasserstoff, Bindungspolaritt, g g , g p ,Dipolmoment, Elektronegativitt nach Pauling, Elektronegativitt nach Mulliken, Tendenz im PSE, Bindungstyp und Elektronegativittsdifferenz, Kovalente Bindung: Lewis-Formeln, Konnektivitt, Formalladungen, Partialladungen, Mesomerie, g gResonanzstrukturen, Oxidationszahlen, Unterschied VB-Methode/MO-Methode: MO des Disauerstoffs

  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Chemische Bindung

    Inhalte

    VSEPR-Theorie: Moleklgeometrie, Einfluss freier Elektronenpaare und von g , pMehrfachbindungen, Resonanzstrukturen Schwefelhexafluorid, hypervalente Verbindungen, Vermeidung der Oktetterweiterung in LEWIS-Strukturen, Moleklpolaritt

    VB-Theorie: Hybridisierung, Bindungstypen, Mehrfachbindungen, Hybridisierungstendenz in Abhngigkeit der Periode, delokalisierte Pi-Elektronendichte (Nitrat), Ausnahme von der Oktettregel: ungerade Elektronenzahl (Beispiel und Reaktivitt Stickoxide), Elektronenmangelverbindungen, Resonanzstrukturen BF3

    Ableitung der Bnderstruktur von Metallen aus MO, Metalle: Elektronengasmodell, Bndermodell: Metall, Halbleiter, Isolator, Leitfhigkeit, Temperaturabhngigkeit des Widerstandes, Metalle: Strukturen, dichteste Packungen, Trends: Schmelzpunkte, Dichten, Leitfhigkeit

    Die folgenden Folien haben in der Vorlesung zur Veranschaulichung g g gausgewhlter Fakten gedient, sie stellen keine umfassende

    Darstellung der betreffenden Themen dar.

  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

    Kristalle: Fernordnung der Ionenkleinste Einheit: Elementarzelle

    Beispiel NaClSt kt tStrukturtyp

    Cl kubisch flchenzentriert, Na+ in Oktaederlcken oder vice versa

  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

    8 Tetraederlcken pro Zelle4 Oktaederlcken pro Zelle(eine ganze in der Mitte + 4x1/4 in 3 Raumrichtungen)g )

  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

    Energie

    rA rK

    rA rK

    Abstoung+

    A K

    r

    A i hUg

    r0

    Anziehung

    ezez AK

    Radienquotient

    r2rA 2

    04 rezezF AK

    KZ

    rKationrAnion

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  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

    Bedeutung der Ionengre: CarboanhydraseZn2+: 74 pm essentiellCd2+: 95 pm toxisch

  • Vorlesung Allgeeine Chemie: Struktur und Bindung

    Einfachbindungen Zweifachbindungen Dreifachbindungen

    Durchschnittliche Bindungsenthalpien in kJ/mol

    Einfachbindungen Zweifachbindungen Dreifachbindungen

    H-H 436

    Cl Cl 242Cl-Cl 242

    H-Cl 431

    C-C 348 C=C 614 CC 839

    N-N 163 N=N 418 NN 941

    O-O 146 O=O 495

    C-H 413

    O-H 463

    F-H 567

  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

    Moleklorbital-Schema fr H2

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    sp-Hybridisierung

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    sp2-Hybridisierung

  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

    sp3 Hybridisierungsp3-Hybridisierung

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    Ethylen: C2H4y 2 4

    Nitrat: NO3

    Formaldehyd: CH OFormaldehyd: CH2O

  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

    Trends Elektronegativitt: folgt innerhalb der PeriodeTrends Elektronegativitt: - folgt innerhalb der Periode der effektiven Kernladung

    - innerhalb der Gruppe: Radienzunahme dominiert

    Coulombkraft

    F ~ Zeff / r2

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    Elektronegativittsdifferenz und Dipolmoment

    1,9 0,9 0,7 0,4

    exp 1,82 1,08 0,82 0,44

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    Resonanzstrukturformeln als NotlsungResonanzstrukturformeln als NotlsungOzon: Problemfall der Lewis-Strukturformel

    OO

    O OO

    OO O OO

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    Paramagnetismus des Disauerstoffs

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    E / kJ mol1 0 94 155

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  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und BindungSt u tu u d du g

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    Moleklform und Moleklpolarittp

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    Moleklform und Moleklpolaritt

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    Trends: SchmelzpunkteTrends: Schmelzpunkte

    4000

    TaW

    Re Os3000

    3500

    Hf Ir

    2000

    2500

    Reihe1

    La

    Pt

    Au1000

    1500 Reihe2Reihe3

    La

    0

    500

    1000

    Hg

    -500

    0

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11bergangsmetallreihe

  • Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

    25,00

    Trends: Dichten

    WRe

    Os IrPt

    Au20,00

    T Ru Rh PdHf

    Ta

    Hg15,00 Reihe1

    Reihe2

    V CrMnFe

    Co Ni CuZnZr

    NbMo

    Tc Ru Rh Pd AgCd

    La

    10,00Reihe2Reihe3

    ScTi

    VY

    ZrLa

    0 00

    5,00

    0,000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12bergangsmetallreihe

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    Kristallstrukturen der Metalle

    Raumerfllung

    74 % 74 %74 % 74 %

    68 %

    kubisch-flchenzentriert

    kubisch-raumzentriert

    hexagonal dichtest

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    Elementarzelle ABC-Stapelfolgep g

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    AuPtIrOsAgPdRhRu

    Trends: Edelmetalle

    7978777647464544Oz

    197.0195.1190.2190.2107.9106.4102.9101.7MAtom

    28084170455050252155294037604050KpC

    1064176024333045961155219602282F C

    19.3221.4122.6122.5710.4911.9912.3912.41Dichte g/cm

    Kp C

    2.359.854.718.121.599.924.336.71Widerstand cm

    g/cm3