6. Kovalente Bindungen Flashcards

1
Q

Wann und wie?

A
  • zwischen Atomen ähnlicher Elektronegativität
  • jedes Atom spendet ein Elektron für eine gemeinsame Bindung
  • kovalente Bindungen sind gerichtet
  • Info über Bindungslänge, Bindungswinkel
  • Voraussage über räumliche Struktur
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Q

Wie kann man sich kovalente Bindung vorstellen?

A
  • Atomorbitale verschmelzen zu einem gemeinsamen Molekülorbital
  • Molekülorbital hat eine niederere Energie: wird als Bindungsenergie frei
  • Wenn das Molekül wieder getrennt wird soll Dissoziationsenergie zugeführt werden
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3
Q

Theorien zur kovalenten Bindung

A
  • keiner der Theorien kann alle Fragen beantworten
  • Lewis-Theorie: Oktettregel, Gilbert E. Lewis
  • Valence Bond Theorie: Walter Heitler und Fritz London, basiert auf Orbitaltheorie
  • VEPR Theorie: VSEPR valence electron pair Repulsion oder EPA Modell –> Voraussage räumlicher Strukturen
  • MO-Theorie: Friedrich Hund und Robert S. Mulliken , sämtliche Atomorbitale eines Moleküls überlappen zu einem gemeinsamen Molekülorbital
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4
Q

Lewis Theorie

A
  • alle Atome eines Moleküls haben das Bestreben jeweils ein Elektronenoktett zu erreichen
  • streng genommen nur für die 2. Periode, Idealziel ist erreichen der Edelgaskonfiguration
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5
Q

Radikale

A
  • Moleküle mit ungepaarten Elektronen
  • langlebig (stabil: NO,…) oder kurzlebig (reaktiv, meistens –> Radialchemie)
  • Entstehung durch homolytischer Spaltung kovalenter Bindungen (Thermolyse, Photolyse,…)
  • paramagnetisch: werden in ein äußeres Magnetfeld hineingezogen
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6
Q

Tautomerie

A

Strukturisomerie die im Gleichgewicht steht, das heißt, sie können direkt ineinander übergehen

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7
Q

VB-Theorie

A
  • Wellenmechanisches Modell

- Hybridisierung

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8
Q

EPA-Modell

A
  • Voraussage der räumlichen Struktur
  • Erweiterung der VB-Theorie
  • Elektronenpaare wollen sich so wenig wie möglich gegenseitig beeinflussen –> maximaler Abstand
  • auch freie Elektronenpaare zählen zu den Elektronenpaaren (brauchen aber mehr Platz)
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9
Q

sp3-Hybridisierung

A

-4 gleichwertige Hybridorbitale
-Tetraederwinkel 109,5°
-Einfachbindung
Nonan: Zick-zack

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10
Q

sp2-Hybridisierung

A
  • 3 gleichwertige Hybridorbitale
  • ein p-Orbital nimmt nicht an der Hybridisierung teil
  • unbeteiligte Hybridorbitale überlappen ober und unterhalb der gezeichneten Ebene
  • ebene 120°
  • Verbindung ist starr
  • Doppelbindung
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11
Q

sp-Hybridisierung

A
  • 2 p-Orbitale nehmen nicht an der Hybridisierung Teil
  • 2 gleichwertige Hybridorbitale
  • unbeteiligten p-Orbitale überlappen unter und oberhalb bzw. vor und hinter der Kernverbindungsachse
  • Gerade: 180°
  • starre Dreifachbindung
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12
Q

Molekülgestalt in Abhängigkeit von der Zahl der e-Paare: 2

A
  • linear
  • sp
  • ZL2
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13
Q

Molekülgestalt in Abhängigkeit von der Zahl der e-Paare: 3

A
  • ZL3: trigonal planar
  • sp2
  • ZL2 gewinkelt
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14
Q

Molekülgestalt in Abhängigkeit von der Zahl der e-Paare: 4

A
  • sp3, dsp2, d3s
  • ZL4: tetraedisch, quadratisch planar
  • ZL3 trigonal pyrimidal
  • ZL2 gewinkelt
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15
Q

Molekülgestalt in Abhängigkeit von der Zahl der e-Paare: 5

A
  • sp3d, dsp3
  • ZL5 trigonal bipyrimidal
  • ZL4 tetraedisch verzerrt
  • ZL3 T-förmig
  • ZL2 linear
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16
Q

Molekülgestalt in Abhängigkeit von der Zahl der e-Paare: 6

A
  • sp3d2, d2sp3
  • ZL6 oktaedrisch
  • ZL5 quadratisch bipyrimidal
  • ZL4 quandratisch planar
17
Q

Molekülgestalt in Abhängigkeit von der Zahl der e-Paare: 7

A
  • sp3d3
  • ZL7 pentagonal bipyrimidal
  • ZL6 verzerrt oktaedrisch
18
Q

Konfigurationsisomerie:

A
  • Enantiomerie: Bild-Spiegelbild, chirale Verbindungen

- Diastereomerie: Cis-Trans bzw entgegen und zusammen

19
Q

Konformationsisomerie

A

über Drehung der Einfachbindungen

20
Q

MO-Theorie

A
  • alle Elektronen des Moleküls gehören zu einem Elektronensystem
  • sehr Rechenaufwändig
  • Hund, Mulliken
  • Elektronen durch Wellenfunktion beschrieben
  • keine Hybridisierung!!!
21
Q

MO-Energiediagramme

A
  • MO durch Quantenzahlen charakterisiert
  • unterschiedliche Energieniveaus
  • nach steigender Energie besetzt
  • Berücksichtigung des Pauli-Prinzips und Hundsche Regel
22
Q

LCAO-Methode

A

Linear Combination of Atomic Orbitals: Näherungsverfahren, bei dem die Gesamtwellenfunktion eines Moleküls durch lineare Kombination von Atomorbitalen, deren Wellenfunktionen bekannt sind formuliert wird:
-n Atomorbitale liefern n Molekülorbitale

23
Q

MO-Orbitale

A
  • bindendes MO: erhöhter Landungsdichte und niedrigere Energie Sigma
  • antibindendes MO: erniedrigter Ladungsdichte zwischen den Kernen, höhere Energie, Sigma Stern (Wellen der e- löschen sich gegenseitig aus)
24
Q

Vorraussetzungen für eine erfolgreiche Orbitalüberlappung (MO)

A
  • ähnliche Energie (= Amplitude)
  • Räumliche Nähe
  • gleiche Symmetrie in Bezug auf die Kernverbindungsachse
25
Q

Bindigkeit nach der MO-Theorie

A

=Bindungsgrad, Bindungsordnung

-Zahl der Elektronen in den bindenden MO minus Elektronen in den antibindenden MOs dividiert durch 2

26
Q

Elektronegativitätsdifferenz und MOs

A

Die Energie der Atomorbitale sinkt mit steigender Elektronegativität

27
Q

Delokalisiertes Elektronensystem

A

zB Benzol, Butadien, Rhodopsin

  • stabiler
  • sehr el.phil
  • Aromat
  • keine freie Drehbarkeit an den scheinbaren Einfachbindungen