Kemisk bindning Flashcards
Vilka är de tre typerna av intramolekyära bindningar som finns? Mellan vilka typer av ämnen finns dessa generellt?
Kovalent bindning: Mellan två icke-metaller
Jonbinding: Mellan en icke-metall och en metall
Metallbindning: Mellan metaller
Vad är grunden till kemiska bindningar?
Elektrostatiska krafter, coulomb attraktion och repulsion.
Hur fungerar kovalenta bindningar mer i detalj?
När två atomer rör sig mot varandra så beter sig båda som vanligt om avståndet emellan dem är långt. I och med att avståndet mellan dem minskar så börjar vardera kärna attrahera den andra atomens elektroner, och den potentiella energin minskar. Tillslut uppstår en balans mellan kärnorna som attraherar elektroner och elektroner och kärnor som stöter bort varandra, och detta är en kovalent bindning. Alltså att två atomer delar på elektroner på ett avstånd som resulterar i den minsta möjliga potentiella energin. Mellan kärningrna är elektrontätheten som högst. Avståndet mellan kärnorna vid energiminimum ger: Equilibrium bond length (bindningslängd) och ju kortare desto starkare.
Hur uppstår jonbindningar i detalj?
Jonbindningar består utav en atom med få valenselektroner (låg EN) och en med många valenselektroner (hög EN). På grund av den stor skillnaden i elektronegativitet så “snor” den icke-metalliska atomen (hög EN) metallens valenselektron(er) så att den ena atomen blir en negativ jon och den andra en positiv jon. Attraktionen mellan den negativa och positiva jonen resulterar i en väldigt stabil förening med stor potential att bilda kristallstruktur.
Hur fungerar metallbindningar mer i detalj?
Metaller återfinns ofta i större föreningar av en eller flera metaller, och det som håller dem samman är metallbindningar. Detta kan förklaras med elektronhavs-modellen. Metallbindningar uppstår oftast mellan övergångsmetaller har relativt låg elektronegativitet. På grund av deras låga EN så sitter övergångsmetallernas valenselektroner väldigt löst och “flyter omkring” som ett hav av elektroner mellan atomkärnorna och dess “core electrons”. Det är alla dessa mobila elektroner som ger metaller sina typiska karaktärsdrag, som ledningsförmåga och formbarhet.
Kovalenta föreningar består av diskreta molekyler, vad innebär detta?
Molekyler vars komponenter blir densamma om man tar isär dem kallas diskreta molekyler.
Styrkan på kovalenta bindningar beror på skillnaden i EN mellan de ingående atomerna. Förklara skillnaden på en polär kovalent bindning och en opolär kovalent bindning.
När elektronegativitet är samma hos båda atomerna fördelas elektrontätheten jämnt i bindningen, en opolär kovalent bindning bildas. En fullständigt opolär bindning går bara att få mellan atomer av samma ämne, men om det är väldigt liten skillnad i EN mellan ingående atomer brukar det anses som en opolär bidning.
En polär bindning innebär en kovalent bindning där den ena parten har mycket högre EN än den andra, vilket leder till att molekylen blir en dipol, med en negativt laddad sida (elektrontät) och en positivt laddad sida (elektronfattig), som H2O!
När skillnaden i EN är över 1,7 säger man generellt att det är en jonbindning, men en skillnad under 1,7 ger en polär kovalent bindning. Polaritet ett kontinuum.
Hur ser kopplingen mellan polära bindningar och polära molekyler ut?
En molekyl kan vara polär och ha polära bindningar, tex vatten, men en molekyl med polära bindningar kan vara opolär, tex CO2 som har en 180 gradig vinkel mellan sina syremolekyler.
Finns det enskilda NaCl molekyler naturligt? Motivera!
Nej, alla joner attraherar/repellerar varandra och blir inte “fulla” som med oktettregeln, utan här handlar det endast om elektrostatiska krafter. Detta innebär att varje negativ jon attraherar flera positiva joner och vise versa till de bildar en kristall med starka bindningar. Denna typ av struktur ger kristaller den karaktäristiska porösheten som går sönder i skikt vid ett slag. Anledningen till det är att ett slag som gör att alla negativa joner hamnar bredvid varandra leder till att den spricker pga repulsionen.
Är det bara jonföreningar som bildar nätverksstrukturer? Motivera med exempel!
Nej! även kovalenta föreingar och metaller kan bilda nätverksstrukturer, tex kol är ett bra exempel på en kovalent förening i nätverk, som vanlig kol eller diamant. Också kvarts är ett sådant exempel. Järn är en metallförening som kan bilda stabila nätverksstrukturer.
Hur ritar man en lewisstruktur? (4 steg). Beskriv lewisstrukturen för NF3 och CO2.
- lägg ut atomer (lägst EN i mitten)
- räkna valenselektroner
- rita enkelbindningar och sätt ut resterande elektroner.
- lägg till dubbel/trippelbindningar vid behov.
Vad menas med resonansstruktur?
När det finns fler i teorin lika troliga atomstrukturer ritar man alla troliga med pilar mellan för att visa dem. I praktiken så är ett mellanting mellan resonansstrukturerna så det ser ut på riktigt, elektronerna är alltså delokaliserade. För tex O3 så är centralatomen bunden till resterande syren lika på båda sidor, men man ritar resonansstrukturerna med en enkel och en dubbelbindning åt båda hållen.
Lewisstrukturer är ett bra hjälpmedel för att bestämma de troligaste bindningar som finns mellan atomer i en kovalent förening, men hur vet vi hur atomer ser ut i 3D?
Vi fokuserar på den centrala atomen, och försöker få de elektroner som finns in bindningar och fria elektronpar kring denna atom så långt ifrån varandra som möjligt. Betrakta dubbel- och trippel bindningar som en grupp.
Vi kommer ihåg att elektroner repellerar varandra, detta är grunden till VESPR-modellen (valence electron shell pair repulsion). Förklara hur följande molekyler ser ut enligt VESPR: BeF2, SO3, SO4^2-, PCl3
BeF2 - två bindningar rakt ut (Linjär)
SO3 - tre bindningar med 120 graders vinkel i planet (Trigonal)
SO4^2- : fyra bindningar så långt ifrån varandra som möjligt, exakt 109,5 graders vinkel mellan samtliga.
PCl3 : tre bindningar och ett fritt elektronpar, ca 109,5 graders vinkel mellan samtliga Cl (Tetraeder). Vinkeln blir lite större mellan Cl och elektronparet för att det är mer utspritt än en bindning = repellerar mer.
Vi vet ju dock att elektronerna i oktetterna inte alla flyger omkring fritt, utan återfinns i orbitaler. Hur definieras en kovalent bindning inom VB-teori? (Valensbildningsteori)
Enligt valensbindningsteori (VB-teori) bildas en kovalent bindning när två orbitaler överlappar. Två villkor: • Överlappregionen måste vara mellan två atomers valensorbitaler • Resultatet måste vara att två elektroner med motsatta spinn besätter överlappregionen
