Život je džungle. Člověk se pořád za něčím honí.

Maturitní otázky-3 (2.část)

1. března 2007 v 22:32 |  Maturitní otázky z chemie

Vaznost atomu (prvku)

Ø definována jako počet kovalentních vazeb, které z něho vycházejí
Ø o vaznosti atomu rozhoduje snížení energie spojené s vytvořením daného počtu vazeb
Ø pro určování vaznosti prvků 2. a 3. periody se používá oktetové pravidlo, které zdůvodňuje stálost molekul tím, že vázané atomy sdílením elektronů nabývají relativně stálé konfigurace vzácného plynu (snaží se doplnit počet valenčních elektronů na 8), vytváří se tolik vazeb, aby vázané atomy měly právě tuto konfiguraci neboli elektronový oktet, popř. dublet - H2

Koordinační vazba (koordinačně kovalentní)

Ø za zvláštní typ kovalentní vazby se považuje vazba koordinačně kovalentní
Ø oba elektrony zprostředkovávající vazbu poskytuje jeden z vážících se atomů - to je možné pouze u atomů, které mají volný elektronový pár - tj. pár valenčních elektronů dosud se neúčastnící vazby
Ø nejčastěji to bývají atomy dusíku nebo kyslíku, které již mohou být součástí molekuly nebo molekulového iontu
Ø atom poskytující elektrony na tuto vazbu se nazývá donor (dárce) elektronového páru
Ø druhý vazebný partner, tj, atom, který elektrony přijímá, musí mít volný orbital - je to akceptor (příjemce) elektronového páru
Ø koordinační vazba se někdy nazývá donor-akceptorová (dativní)
Ø vazebný MO je kombinací volného AO akceptoru a AO donoru, který byl původně obsazen poskytovanou dvojicí
Ø výsledná vazba se ani pevností, ani jinými vlastnostmi neliší od kovalentní vazby, k jejíž vazebné dvojici přispívají oba vázané atomy, každý jedním elektronem
Ø koordinační vazbou se vysvětluje existence koordinačních (komplexních) sloučenin přechodných kovů, které pro ni poskytují volné orbitaly d

Polarita kovalentní vazby

Ø ve stejnojaderných dvouatomových molekulách jako např. O2, H2,… působí obě jádra na elektrony naprosto stejně, prostorové rozdělení elektronové hustoty je v okolí obou jader stejné, těžiště kladného náboje je v těchto molekulách totožné s těžištěm záporného náboje a vazby i molekuly jsou nepolární
Ø ve dvouatomových molekulách složených z různých atomů je v důsledku jejich nestejného Z elektronová hustota v okolí jednoho jádra větší než v okolí druhého jádra
Ø sdílené elektrony nejsou k oběma atomům přitahovány stejnou silou
Ø mírou schopnosti atomu přitahovat elektrony sdílené s jiným atomem je poměrná (relativní) veličina atomová elektronegativita (X) - její hodnota závisí na tom, se kterým atomem a jakým způsobem je daný atom vázán, definována jako X = I + A
Ø v molekule složené ze dvou atomů s různou elektronegativitou převládá u atomu s větší el. záporný náboj, u druhého atomu kladný - molekula má kladný a záporný konec - tvoří dipól, vazba v této molekule je polární (polárně kovalentní)
Ø elektrický dipólový moment - vektorová veličina pomocí které se hodnotí nesouměrné rozložení náboje v molekule
Ø přívlastek polární se používá obvykle pouze tehdy, pokud rozdíl v elektronegativitě vázaných atomů převyšuje hodnotu 0,4

Iontová vazba

Ø je extrémním případem polární kovalentní vazby
Ø je-li rozdíl v elektronegativitě dvou navzájem vázaných atomů dostatečně velký, je možné předpokládat, že sdílené elektrony patří zcela do elektronového obalu elektronegativnějšího atomu - jeden atom předal elektron druhému
Ø vytvoření vazby splývá se vznikem opačně nabitých navzájem se přitahujících iontů
Ø sloučeniny s tímto typem vazby se nazývají iontové
Ø kationty snadno vznikají z atomů s malou ionizační energií a malým počtem valenčních elektronů (K+, Ca2+, Al3-)
Ø anionty snadno vznikají z atomů s velkou elektronovou afinitou a velkým počtem valenčních elektronů (Cl-, O2-)
Ø iontová vazba existuje mezi atomy, jejichž elektronegativity se liší alespoň o 1,7 - tato hodnota odpovídá iontovému charakteru 50%

Druhy vazeb podle polarity

- nepolární 0 - 1,3
- polární 1,3 - 1,7
- iontová nad 1,7

Struktura krystalů

Ø pevné látky, které mají stálé a pravidelné uspořádání základních částic (atomů, molekul nebo iontů) čili krystalovou strukturu, mohou vytvářet souměrná tělesa - krystaly, nazývají se proto krystalické
Ø krystalické látky se většinou vyskytují jako polykrystaly složené z velkého počtu malých krystalků - zrn (10-7 - 10-3 metrů)
Ø krystalické látky se mohou vyskytovat také jako jednotlivé krystaly větších rozměrů - monokrystaly, stavební částice jsou pravidelně uspořádány v celém monokrystalu
Ø u reálných krystaly se mohou vyskytovat poruchy v pravidelnosti
Ø pravidelný tvar krystalu je projevem zákonitosti jejich vnitřního uspořádání
Ø povrch krystalů je složen z rovinných krystalových ploch, které se protínají v hranách a hrany se stýkají ve vrcholech
Ø řada látek se vyskytuje v několika krystalových formách - modifikacích
Ø podle své souměrnosti se krystaly rozdělují do sedmi krystalových soustav: trojklonné, jednoklonné, kosočtverečné, klencové, šesterečné, čtverečné a krychlové
Ø v každé krystalové struktuře je možné nalézt jednoduché seskupení částic tvořících stavební jednotku krystalu - základní buňku

Iontové krystaly

Ø základní buňka je složena z pravidelně uspořádaných iontů, nemůžeme od sebe oddělit jednotlivé molekuly
Ø každý ion je v krystalu obklopen co největším počtem opačně nabitých iontů
Ø uspořádání iontů v základní buňce závisí na poměru velikosti aniontu a kationtu
Ø elektrostatické síly poutající ionty v krystalech jsou velké a teploty tání iontových sloučenin jsou proto vysoké (dosahují až 2000˚C)
Ø v pevném skupenství jsou elektricky nevodivé, jejich roztoky a taveniny však ano
Ø iontové látky jsou křehké - při mechanickém namáhání dojede k posunu iontových vrstev, přiblíží se k sobě stejně nabité ionty, které se odpuzují
Ø většinou se rozpouštějí v polárních rozpouštědlech (rozpouštědla složená z polárních molekul) - například ve vodě

Atomové (kovalentní) krystaly

Ø krystalové struktury jsou v tomto případě tvořeny kovalentně vázanými atomy - např. křemen (SiO2) nebo diamant - každý atom uhlíku je spojen kovalentní vazbou se čtyřmi dalšími uhlíkovými atomy - celý krystal je jedinou obrovskou molekulou
Ø tyto látky mají vysokou teplotu tání (většinou nad 1000˚C) a v pevném skupenství jsou velmi tvrdé, dále jsou nerozpustné a nevedou elektrický proud

Kovové krystaly

Ø existují dvě možnosti nejtěsnějšího uspořádání tuhých stejně velkých koulí vedoucí k nejlepšímu využití prostoru:
1. krychlová plošně centrovaná základní buňka, kterou má například hliník
2. šesterečná základní buňka, v níž krystalizuje např. Be a Mg
Ø v obou případech má každý ion 12 nejbližších sousedů
Ø základní buňkou alkalických kovů je krychlová tělesně centrovaná buňka - v ní má každý ion kovu 8 nejbližších sousedů, z toho vyplývá malá hustota alkalických kovů

Kovová vazba

Ø typické fyzikální i chemické vlastnosti kovů (lesk, velká elektrická a tepelná vodivost, kujnost i tažnost) úzce souvisejí s chemickou vazbou jejich atomů
Ø každý atom v krystalu kovu je obklopen tolika nejbližšími sousedy, že není možné s nimi vytvořit lokalizované vazby - krystal kovu se proto skládá z kationtů rozmístěných v pravidelné prostorové mřížce, dochází k extrémní delokalizaci π vazeb - to umožňuje volný pohyb elektronů - vodivost kovů
Ø kationty jsou ve svých polohách udržovány nábojem volně pohyblivých valenčních elektronů, valenčním elektronům v kovech se říká elektronový plyn

Mezimolekulové síly - slabé chemické interakce

Ø jsou příčinou existence četných pevných látek a kapalin
A. van der Waalsovy síly - jejich podstatou je vzájemné působení molekulových dipólů - jak stálých (permanentních), tak i indukovaných, energie vazeb vyvolaných van der Waalsovými silami je o dva až tři řády (až 1000krát) slabší než energie vazeb kovalentních nebo iontových
B. vodíková vazba (vodíkový můstek) - vyskytuje se zejména u sloučenin vodíku s fluorem, kyslíkem a dusíkem, vysvětluje se silnou polaritou vazeb H-F, O-H, N-H, vazebný elektronový pár je posunut k elektronegativnějšímu atomu, atom vodíku může vytvořit slabou vazbu s volným elektronovým párem na atomu další molekuly, podmiňuje např. stálost prostorového uspořádání bílkovin a nukleových kyselin, způsobuje, že je voda kapalinou za podmínek, kdy jiné látky s podobnou molekulovou stavbou a větší relativní molekulovou hmotností (H2S, H2Se) jsou plynné

Molekulové krystaly

Ø jsou složeny z molekul navzájem poutaných van der Waalsovými silami, popřípadě vodíkovými můstky
Ø vedle molekul prvků tvoří jednoduché oxidy, hydridy, četné organické molekuly, ale také makromolekuly (bílkoviny nebo polysacharidy)
Ø vyznačují se nízkou teplotou tání a těkavostí, nepolární látky tohoto typu jsou nevodivé a rozpouštějí se v nepolárních rozpouštědlech za vzniku nevodivých roztoků
Ø přechodem mezi atomovými a molekulovými krystaly jsou krystaly vrstevnaté (např. grafit) - atomy v jednotlivých vrstvách jeho struktury jsou spojeny kovalent. vazbami, mezi vrstvami působí van der Waalsovy síly - proto je měkký a snadno se otírá
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama