6. Molekulák térszerkezete, másodrendű kölcsönhatások

Question 1

Mitől függ, hogy két atom között hányszoros kovalens kötés alakulhat ki?

Answer 1

Attól, hogy az adott atom hány kötést tud kialakítani, illetve, hogy mekkora a kötésben résztvevő atomok mérete.

Question 2

Hány db kötést tud kialakítani a H és a F?

Answer 2

1 db egyszeres kötést.

Question 3

Hány db kötést tud kialakítani az O?

Answer 3

1 db kétszerest, vagy 2 db egyszerest.

Question 4

Hány db kötést tud kialakítani a N?

Answer 4

3 db egyszerest, 1 db háromszorost, 2 db kétszerest és 1 db egyszerest.

Question 5

Hány db kötést tud kialakítani a C és Si?

Answer 5

4 db kötést

Question 6

Hány db kötést tud kialakítani a P, S, Cl, Br…. stb?

Answer 6

Minimum annyi kötést, amennyi elektron kell a nemesgázszerkezethez, de maximum annyit, amennyi vegyértékelektronjuk van. Megtudják nyitni d-alhéjukat, hibridpályákat kialakítva.

Question 7

Mikor alakulhat ki többszörös kovalens kötés?

Answer 7

Többszörös kovalens kötés akkor alakulhat ki, ha az egyik atom nagy EN-ú és kis atomtörzzsel rendelkezik. Oka, hogy az energetikailag kedvezőtlenebb helyzetben lévő π-kötést így megtudja tartani, mivel az atom magtöltése elég nagy. Ha C,N,O jelen vannak, akkor kialakulhat többszörös kötés.

Question 8

Kovalens vegyérték fogalma?

Answer 8

Megmutatja, hogy egy molekulában, adott atomnak hány darab kovalens kötése van.

Question 9

Molekula fogalma?

Answer 9

Semleges töltésű részecske, kettő vagy több atomból épül fel, amelyeket kovalens kötés tart össze.

Question 10

Hogyan épül fel egy molekula?

Answer 10

Központi atomból (A) és ligandumokból (X, Y, Z..) áll. A központi atom olyan atom, amelynek a legtöbb kovalens kötése (kovalens vegyértéke) van. A ligandumok a központi atomhoz kapcsolódó atomok vagy atomcsoportok.

Question 11

Mit ír le a vegyértékelektron-pár taszítási elmélet és mit mond ki?

Answer 11

A molekulák térszerkezetét írja le, a molekulákban az atomok mindig úgy próbálnak elhelyezkedni, hogy a kötő és nemkötő elektronpárok a térben minél távolabb legyenek egymástól.

Question 12

Mely tényezők befolyásolják a molekulák térszerkezetét?

Answer 12

1. A központi atomon lévő nemkötő elektronpárok száma.
2. Ligandumok száma.
3. A központi atom mérete.
4. A központi atom és a ligandum között hányszoros kötés van.

Question 13

Hogyan befolyásolják a térszerkezetet a nemkötő elektronpárok?

Answer 13

A nemkötő elektronpár nagyobb térigényű, a kötő elektronpárok távol szeretnek tőle lenni. Torzítják az szerkezetet (lenyomja a kötéseket).

Question 14

Hogyan befolyásolja a térszerkezetet a ligandumok száma?

Answer 14

A ligandumok száma más és más térbeli alakot eredményez.

Question 15

Hogyan befolyásolja a térszerkezetet a központi atom mérete?

Answer 15

A kötésszöget befolyásolja, minél nagyobb, annál kisebb a kötésszög. A nagyobb atom esetén hosszabb a kötés, hosszabb kötésre jobban hat a nemkötő elektronpár.

Question 16

Hogyan befolyásolja a térszerkezetet a központi atom és a ligandum közötti kötések száma?

Answer 16

Kétszeres kötés esetén is torzul egy picit a molekula.

Question 17

Milyen lehet a molekulák polaritása?

Answer 17

Poláris vagy apoláris.

Question 18

Mikor apoláris egy molekula?

Answer 18

Töltéseloszlásuk szimmetrikus, azaz nem dipólusosak. Legtöbb esetben kötések polárisak, de a kötés polaritások a szimmetrikus térszerkezet miatt kioltják egymást, így a molekula apoláris lesz.

Question 19

Mely molekulák apolárisak?

Answer 19

1. Elemmolekulák.
2. CO és NO apoláris, ők kivételek a kétatomos molekulák között.
3. Többatomos molekulák esetén ne legyen a központi atomon nemkötő elektronpár, mert torzít a nagyobb helyigénye miatt. A ligandumok anyagi minősége egyezzen meg (ugyanazok legyenek).

Question 20

Mikor poláris (dipólusos) egy molekula?

Answer 20

Töltéseloszlásuk nem szimmetrikus, mivel alakjuk sem az. A molekulában elektronban gazdag (parciális negatív) és elektronban szegény (parciális pozitív) részek vannak.

Question 21

Sorold fel az apoláris molekulák térszerkezetét a ligandumok számától függően! Add meg az általános képletet, a kötésszöget és egy-egy példát!

Answer 21

AX₂ ➝ lineáris, 180° ➝ CO₂, CS₂
AX₃ ➝ síkháromszög, 120° ➝ SO₃, BCl₃, BF₃
AX₂ és AX₃ általános képletű apoláris molekulák síkalkatúak.
AX₄ ➝ tetraéder, 109,5° ➝ CH₄, CCl₄, SiH₄, SiF₄
AX₅ ➝ trigonális bipiramis, 90° és 120° ➝ PCl₅
AX₆ ➝ oktaéder/tetragonális bipiramis, 90° ➝ SF₆

Question 22

Sorold fel a poláris molekulák térszerkezetét! Add meg általános képletüket, kötésszögüket, és egy-egy példát!

Answer 22

AX₂E ➝ V-alakú molekulák ➝ kötésszög kisebb mint 120° ➝ SO₂
AX₂E₂ ➝ V-alakú molekulák ➝ kötésszög kisebb mint 109,5° ➝ H₂O, H₂S
AX₃E ➝ háromszög alapú piramis ➝ kötésszög kisebb mint 109,5° ➝ NH₃, PH₃, NCl₃
AXY ➝ lineáris, 180° ➝ HCN

Question 23

Több központi atomot tartalmazó molekulák esetén mit vizsgáljunk meg?

Answer 23

A központi atomok körül megvizsgáljuk a térbeli elrendeződést.

Question 24

Acetilén molekula térbeli alakja?

Answer 24

Acetilén molekulában a szénatomok körül lineáris az elrendeződés, a molekula lineáris, 180°.

Question 25

Etilén (etén) molekula térbeli szerkezete?

Answer 25

Az etilén (etén) molekula körül torzított síkháromszög (kettős kötés miatt) az elrendeződés, a kettős kötés körül a rotáció gátolt, az atomok egy síkban lesznek, a molekula planáris (síkszerű) szerkezetű.

Question 26

Mik között lépnek fel másodrendű kölcsönhatások? Milyen az erősségük?

Answer 26

Másodrendű kölcsönhatások molekulák között lépnek fel. Gyengébbek, mint az elsőrendű kötések.

Question 27

Csoportosítsd a másodrendű kölcsönhatásokat!

Answer 27

Diszperziós kölcsönhatás, apoláris molekulák között dominál. Dipólus-dipólus kölcsönhatás poláris molekulák között domináns. Hidrogénkötés poláris molekulák között domináns.

Question 28

Jellemezd a diszperziós kölcsönhatást!

Answer 28

Apoláris molekulák halmazát tartja össze. Átmeneti dipólusok közötti vonzás. A molekulák ütközésekor az elektronfelhő torzul, és nagyon rövid ideig tartó, átmeneti dipólusok jönnek létre.
Leggyengébb másodrendű kölcsönhatás. Kis hatótávolságú. Erőssége az atomok méretének növekedésével nő. Erőssége a molekulák térbeli alakjától is függ. Atomok között is létrejöhet (nemesgázok).

Question 29

Jellemezd a dipólus-dipólus kölcsönhatást!

Answer 29

Olyan poláris molekulák között jön létre, amelyek nem képesek hidrogénkötésre. A pozitív és negatív pólusok közötti elektrosztatikus vonzóerő. Erősebb mint a diszperziós kölcsönhatás.

Question 30

Melyek a hidrogénkötés kialakulásának feltételei?

Answer 30

Legyen a molekulában kis méretű, de nagy elektronegativitású atom (F,O,N). Legyen a F,O,N atomokon nemkötő elektronpár. Legyen olyan hidrogén, amely kapcsolódik a F,O,N atomok valamelyikéhez.

Question 31

Jellemezd a hidrogénkötést!

Answer 31

A legerősebb másodrendű kölcsönhatás. A nagy EN-ú atomon lévő hidrogénatom magához vonzza a másik atom nemkötő elektronpárját. A hidrogénkötés kötési energiája nagyobb a többi másodrendű kölcsönhatáshoz képest.

Question 32

Mi a következménye annak, hogy a hidrogénkötés kötési energiája nagy?

Answer 32

Az ilyen kötéssel rendelkező molekulák forrás- és olvadáspontja a moláris tömeghez képest nagy. Viszkozitás és felületi feszültségük nagyobb (folyadékok esetén). Hőkapacitásuk nagyobb.