1. Szerves vegyületek szerkezete

Question 1

vegyértékelmélet legfontosabb szerves kémiai vonatkozásai

Answer 1

• atomok határozott számú vegyértékeik útján kapcsolódnak molekulákká
• szén vegyületeiben négyvegyértékű, ezek egyenrangúak
• molekulákban az atomok meghatározott rendben kapcsolódnak egymáshoz

Question 2

nemfémes kötések lehetnek

Answer 2

• kovalens: elektronmegosztás (szerves vegyületekben ez a meghatározó)
• ionos: elektronátmenet
• mindkét kötés erős, elsőrendű
• elektronegativitás határozza meg milyen kötés alakul ki (vagyis hogy melyik kötéshez közelebb álló kötés)

Question 3

lokalizált kovalens kötés

Answer 3

kötő elektronok csak két atomhoz rendelhetők

Question 4

delokalizált kovalens kötés

Answer 4

kötést létesítő elektronok több mint 2 atomhoz tartoznak

Question 5

Lewis-elmélet

Answer 5

• kovalens kötésekkel szerveződő molekulákban az atomok nemesgáz-konfigurációja valósul meg a vegyértékeletronok megosztásával
• első és második sorban levő elemek esetében általában dublett (s2) vagy oktett (s2p6) szabály érvényesül
• második sorban már vannak kivételek (pl BF3 esetén a B körül csak 6 elektron van), ezek az elektronhiányos molekulák
• harmadik periódusra már nem érvényes az oktett szabály, ezek nyolcnál több elektront is képesek befogadni

Question 6

homonukleáris molekulák

Answer 6

• azonos atommagokból felépülő molekulák

- töltéseloszlása szimmetrikus a kötéstengelyre nézve

Question 7

heteronukleáris molekulák

Answer 7

• eltérő elektronegativitású atomok, ezért a töltéseloszlás aszimmentrikus
• kovalens kötés poláris
• nagyobb elektronegativitású atomhoz van közelebb a negatív töltés súlypontja

Question 8

elektronaffinitás (EA)

Answer 8

• az az energia, amely egy elektron felvételével képződő anion keletkezésekor felszabadul
• azoknál az atomoknál nagy az elektronaffinitás, melyeknél elektronfelvétellel nemesgáz-konfiguráció valósul meg

Question 9

ionizációs energia (IP)

Answer 9

az az energia, amely egy elektron eltávolításához szükséges, hogy egy kation keletkezzen

Question 10

töltésszétválás

Answer 10

• kötés ionos jellegét jellemezhetjük ezzel
• nagysága arányos a kötést létesítő atomok elektronegativitásának különbségével
• ennek értékétől függ a dipólusmomentum nagysága

Question 11

dipólusmomentum

Answer 11

• töltésszétválás értékétől függ a nagysága
• vektoriális mennyiség
• iránya kémiai konvenció szerint a pozitív töltés súlypontjától a negatív töltés súlypontja felé mutat

Question 12

rezonanciaelmélet

Answer 12

• vannak molekulák melynek több, csupán az elektronok helyzetében különböző, Lewis-képlete lehet, ezeket jellemezzük a rezonáns határszerkezetekkel (hipotetikus képletek)
• rezonáns határszerkezetek kombinációja írja le a valóságos molekulát, tényleges állapotot a határszerkezetek hibridje adja meg
• rezonáns formák közé kettősfejű nyilat teszünk
• a határszerkezetek nem azonosak, azonban ekvivalensek

Question 13

határszerkezetek rajzolásánal figyelembe kell venni az alábbi szempontokat: (2 db)

Answer 13

1. valamennyi képletnek meg kell felelnie a Lewis-elméletnek

2. az elektronok száma minden határszerkezetben meg kell egyeznie

Question 14

a lehetséges határszerkezetek közül a molekula tényleges szerkezete ahhoz (azokhoz) hasonlít a leginkább: (5 db)

Answer 14

1. amelyekben nincsenek ellentétes töltések
2. amelyekben a legnagyobb elektronegativitású atom viseli a negatív töltést
3. amelyekben az atommagok összekötésével szerkesztett geometria egybeesik a pályák át-lapolásával szerkesztett geometriával
4. amelyek több kovalens kötést tartalmaznak
5. amelyek zárt vegyértékhéjú atomot tartalmaznak

Question 15

csomófelület

Answer 15

elektron előfordulási valószínűsége nulla, itt vált előjelet a hullámfüggvény

Question 16

hullámfüggvény

Answer 16

ennek négyzete arányos az elektron előfordulási valószínűségével

Question 17

atom elektronkonfigurációjának szabályai

Answer 17

1. felépítési elv (először a legalacsonyabb energiájú pályák töltődnek be)
2. Pauli-elv (minden egyes pályán legfeljebb 2 elektron lehet jelen, és ezek ellentétes spinűek kell legyenek)
3. Hund-szabály (azonos energiájú pályák először párosítatlan elektronokkal valósul meg)

Question 18

molekulapálya-elmélet (MO)

Answer 18

• többelektronos molekulák Schrödinger-egyenletének megoldásához alkalmazott egyik közelítő módszer
• értelmében egy kémiai kötés létesítésében a molekulát felépítő valamennyi atom atompályája (AO) részt vesz
• molekulapályák közelítő leírására szolgáló függvényeket az atompályák lineáris kombinációjával állítják elő (LCAO-módszer)
• delokalizált kötések jönnek létre
• kölcsönhatásban részt vevő atompályák számával megegyező diszkrét energiájú molekulapálya képződik
• kötő-, illetve lazító-pályák
• kötőpálya a kötéstengelyre nézve hengerszimmetrikus
• kötőpályák létesülésének feltétele, hogy a pályák átlapolása szimmetrikus legyen
• akkor jön létre stabilis molekula, ha a kötőpályák betöltöttsége nagyobb, mint a lazítópályáké
• kötés irányáról nem ad felvilágosítást

Question 19

határ-elektronpályák (MO módszerhez kapcsolódik)

Answer 19

• kémiai reaktivitásban van szerepük
• HOMO: legnagyobb energiájú betöltött molekulapálya
• LUMO: legkisebb energiájú be nem töltött pálya

Question 20

LCAO-módszer (MO módszerhez kapcsolódik)

Answer 20

• molekulapályák közelítő leírására szolgáló függvényeket az atompályák lineáris kombinációjával állítják elő (LCAO-módszer)
• két atompályát kombinálhatjuk úgy, hogy összeadjuk őket, ilyenkor a két hullám erősíti egymást, és megnő az elektronsűrűség, ezeket nevezzük kötő molekulapályának
• két atompályát kombinálhatjuk úgy, hogy kivonjuk őket, ilyenkor a két hullám kioltja egymást, ilyenkor az elektronsűrűség csökken, és a két atommmag közötti felezőúton nulla lesz (csomófelület van itt), ezt nevezzük lazító molekulapályának

Question 21

Vegyértékkötés-módszer (VB)

Answer 21

• többelektronos molekulák Schrödinger-egyenletének megoldásához alkalmazott egyik közelítő módszer
• kémiai kötés két atompálya átfedése
• kémiai kötést az ellentétes spinnel párosított elektronok hozzák létre (ezek a kötések lokalizáltak)
• kötés irányáról nem ad felvilágosítást

Question 22

hibridizáció

Answer 22

• atomok és molekulák geometriájának leírására használt módszer (geomatria befolyásol számos tulajdonságot, pl. kémiai reaktivitást)
• lényege, hogy az atompályák hullámfüggvényét különféle hányadban kombinálva új pályafüggvényeket nyerünk (hibridpályák)
• itt pályákat kombinálunk (nem elektronokat)
• metán sp3 hibridállapotú: ezeknek a pályáknak egy résznyi s-, és három résznyi p-jellegük van
• tájékoztatást nyújt a szén-hidrogén kötés erősségéről is: nagy p-hányad miatt (75%) kinyúlik a térbe, így nagy az átlapolás, ezért erős kötés létesül

Question 23

Vegyérték-elektronpár taszítás módszere (VSEPR)

Answer 23

• atomok és molekulák geometriájának leírására használt módszer (geomatria befolyásol számos tulajdonságot, pl. kémiai reaktivitást)
• azon alapszik, hogy a molekulák geometriája csak az elektron-elektron kölcsönhatástól függ
• ehhez ismerni kell a molekulán belül az atomok kapcsolódási rendjét (konnektivitást)
• molekula geometriája szempontjából csak a szigma-kötésváznak van jelentősége

Question 24

VSEPR-elmélet szempontjai: (6 db)

Answer 24

1. atomokat kötő elektronpárok kapcsolják össze molekulán belül
2. atomoknak vannak kötésben részt nem vevő elektronpárjai is (magányos/nemkötő elektronpárok)
3. kötő és nemkötő elektronpárok lehető legtávolabb helyezkednek el egymástól (kölcsönös taszítás)
4. kettős kötés térigénye nagyobb
5. magányos elektronpár térigénye nagyobb
6. adott számú elektronpár meghatározott orientációja geometriai megfontolások alapján adható meg

Question 25

VSEPR-geometria az elektronpárok száma szerint (2-6-ig)

Answer 25

2 elektronpár esetén lineáris
3 elektronpár esetén trigonális planáris
4 elektronpár esetén tetraéderes
5 elektronpár esetén trigonális bipiramisos
6 elektronpár esetén oktaéderes

Question 26

kötési energia (KE)

Answer 26

• kémiai kötés erősségét jellemezzük vele
• ha egy molekula kovalens kötése homolitikus hasadásra képes, akkor a kötési energia egyenéő a kötéshasadáshoz szükséges energiával
• heterolítikus disszociáció energetikailag kedvezőtlenebb folyamat

Question 27

kötéserősség függése

Answer 27

• függ a kötéstípustól
• függ a kötésben részt vevő atomok méretétől
• függ a kötéshossztól (minél rövidebb a kötéstávolság annál erősebb a kovalens kötés)
• függ a szénatom hibridállapotától is (mivel ettől függ a kötéshosszúság is) - minél nagyobb az s-jelleg annál rövidebb a C-H kötés
• minél erősebb a kovalens kötés annál kevésbé reakcióképes a molekula

Question 28

intermolekuláris kölcsönhatások

Answer 28

• gyenge, másodrendű kötések
• önmagukban stabilis molekulák között hatnak
• legfontosabbak: hidrogénkötés, dipól-dipól kölcsönhatás, van der Waals-erők
• additív jelleggel rendelkeznek, így egyszerre több ilyen kölcsönhatás lehet jelen, melyek összességében már jelentős kötési energiák lehetnek

Question 29

Hidrogén kötés

Answer 29

• hidrogén elektronegatív atomhoz kapcsolódik
• hidrogéndonor és hidrogénakceptor tulajdonságú atom között jön létre (ezek molekulán belül leggyakrabban N- vagy O-atom)
• molekula lehet egyidejűleg donor és akceptor is
• fontos szerepük van a biopolimereknél (pl. DNS kettős helikélis szerkezetének kialakításában vagy a fehérjék másodlagos struktúrájának fenntartásában)

Question 30

dipól-dipól kölcsönhatás

Answer 30

• poláris molekulák permanens dipólusként hatnak egymásra (egyenlőtlen elektroneloszlás)
• hidrogén kötésnél gyengébbek, viszont egyes molekulák között számottevő erőt képviselnek
• egyes anyagi tulajdonságokat befolyásolnak (pl. acetonnak jóval nagyobb a forráspontja, mint az n-propánnak)
• ionok és dipólusok között is kialakulhat (ionos vegyületek acetonban való oldása)

Question 31

van der Waals-kölcsönhatás

Answer 31

• állandó dipólussal nem rendelkező molekulák is dipólussá válhatnak egy időre (elektronok időről-időre bekövetkező aszimmetrikus elrendeződése miatt)
• így egymásra ható molekulák stabilizálják a töltéseltolódásokat
• energiájuk nagyon kicsi (bár minél több az elektron és minél nagyobb a felületen érintkeznek a molekulák annál erősebb, ezért nagyon hosszú szénláncú molekulák esetén nő meg a jelentősége)
• ezzel magyarázható, az izomer alkánok eltérő forráspontja is
• ezzel magyarázható kluszerek létrejötte is (sokmolekuláris tömörülés)

Question 32

tapasztalati/bruttó képlet

Answer 32

• vegyületek sztöchiometriai összetételét adja meg
• nem adja meg milyen vegyületről van szó
• pl. CH2: ez lehet etén és propén is

Question 33

molekulaképlet

Answer 33

• valóságban létező molekula minőségi és mennyiségi összetételét adja meg
• ebből kiszámítható a relatív molekulatömeg is

Question 34

szerkezeti/konstitúciós képlet

Answer 34

• feltünteti a molekulát alkotó atomok kapcsolódási sorrendjét és térbeli elrendeződését is

Question 35

induktív effektus

Answer 35

• egy kötésnek valamely hatásra bekövetkező polarizációja
• a molekula szubsztituensei elektromos effektusok lévén befolyásolják a vegyület töltéseloszlását, és ezáltal a reaktivitást is
• (-I) effektusnak elektronszívó, míg a (+I) effektusnak elektronküldő hatása van
• ez az effektus additív, vagyis egyidejűleg több azonos típusú szubsztituens hatása erősíti egymást

Question 36

mezomer effektus

Answer 36

• nemkötő elektronpárral/pi-elektronokkal rendelkező szubsztituens mezomer effektusa a szubsztituensnek azt a képességét fejezi ki, amellyel egy pi-elektronrendszer elektroneloszlását megváltoztatni képes
• a (+M) effektus a pi-elektronrendszer elektronsűrűségét fejezi ki, a (-M) effektus a pi-elektronrendszer elektronsűrűségét csökkenti