Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane Wiązanie w cząsteczce heteroatomowej złożonej z dwóch atomów, Wiązanie w cząsteczce heteroatomowej złożonej z kilku atomów

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane w cząsteczce HCl Wiązanie utworzone przez wspólną parę elektronową przesuniętą w kierunku jądra atomu pierwiastka bardziej elektroujemnego jest wiązaniem kowalencyjnym (atomowym) spolaryzowanym Różnica elektroujemności między atomami H i Cl w cząsteczce HCl ∆E = 3,0 – 2,1 = 0,9 Izolowany atom wodoru posiada jeden niesparowany elektron 1s1 i do dubletu elektronowego a tym samym do konfiguracji elektronowej helu brakuje 1 elektronu Izolowany atom chloru posiada 7 elektronów walencyjnych 3s23p5, w tym 3 pary i jeden elektron niesparowany, do oktetu elektronowego a tym samym do konfiguracji elektronowej argonu brakuje 1 elektronu.

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane w cząsteczce HCl cd Zapis w systemie klatkowo – strzałkowym 1s1 σ 3p5 3s2 Nakładanie się orbitali atomowych s i p wiążących się atomów H i Cl +  Zapis kropkowy – elektronowy H + Cl  H Cl  H Cl

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane w cząsteczce HCl cd Orbital molekularny w cząsteczce HCl – para wiążąca jest przesunięta w kierunku jądra atomu chloru jako pierwiastka bardziej elektroujemnego (chmura elektronowa, wspólna dla jąder wiążących się atomów H i Cl jest bardziej zagęszczona wokół atomu chloru) Rozkład ładunku elektrycznego jest niesymetryczny, prawdopodobieństwo przebywania pary elektronowej bliżej jądra Cl jest większe niż, jądra atomu H Atom Cl zyskuje ujemny ładunek cząstkowy –δ i wokół atomu Cl wytwarza się ujemny biegun cząsteczki HCl Wokół atomu H, który zyskuje dodatni ładunek cząstkowy +δ, wytwarza się biegun dodatni cząsteczki HCl

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane w cząsteczce HCl cd Polarność (dipolowość) cząsteczki – cząsteczka HCl posiada dwa różnoimienne bieguny (- i +) δ+H δ-Cl Polarność (dipolowość) cząsteczek wpływa na właściwości fizyczne i chemiczne tych związków, budowę polarną posiadają również cząsteczki heteroatomowe zbudowane z wielu atomów

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane w cząsteczce H2O W cząsteczce H2O (również H2S, NH3) w przeciwieństwie do cząsteczki HCl (również HI, HBr, HI, CO) polarność wskazuje na budowę nieliniową, cząsteczka ma budowę kątową Na atomie tlenu w powłoce walencyjnej występują dwie wolne pary elektronowe niewiążące, które odpychają się najsilniej, pary wiążące σ odpychają się najsłabiej, natomiast wolna para niewiążąca się z parą wiążącą σ odpycha z energią pośrednią, Efektem odpychania się par elektronowych jest zagięcie wiązań, kąt zagięcia na wiązaniach zelży od liczby wolnych par elektronowych i polarności wiązań.

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane w cząsteczce H2O cd Polarność cząsteczki wody (∆E = 3,5 – 2,1=1,4) H + O + H  O 2δ- 104,5o δ+H Hδ+ W cząsteczce H2S kąt między wiązaniami wynosi 92o, w cząsteczce OF2 – 105o, czyli cząsteczki te są dipolami W cząsteczkach CO2, BeH2 kąty te wynoszą 180o, czyli cząsteczki te mają budowę liniową, w których nie ma dwubiegunowości i nie są one dipolami (na atomach centralnych nie ma walnych par niewiążących) . Cδ+ O2δ- Cδ+ δ-H 2δ+Be Hδ-

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane w cząsteczce NH3, CH4 Wiązanie w cząsteczce NH3 – cząsteczka jest dipolem, na atomie centralnym (N) znajduje się wolna para elektronowa, kąty między wiązaniami wynoszą 107o Wiązanie w cząsteczce CH4 - cząsteczka nie jest dipolem, na atomie centralnym (C) nie ma wolnej pary elektronowej , wszystkie kąty między wiązaniami wynoszą 109o28` Nδ- δ+H Hδ+ Hδ+ Cδ- δ+H Hδ+