WYKŁAD

Typy wiązań

chemicznych w

drobinach (1)

WYKŁAD

Opis budowy drobin:

-

centrum koordynacji

i

ligand

-

schemat walencyjny

-

wzór elektronowy

-

budowa przestrzenna

WYKŁAD

Opis budowy drobin:

- centrum koordynacji

(C

K

)

- dla ligandów wodorowych

H

+

- C

k

stanowią rdzenie pierwiastków bloku

sp

z

elektronami:

- jako wolne jony:

O

2-

w OH

-

, H

2

O, H

3

O

+

itd..

-

jako ligandy w złożonych drobinach:

O

2-

w

HSO

4

-

,

N

3-

w CH

3

NH

2

itd.,

- dla ligandów posiadających wolne elektrony (

O

2-

,

CO

0

, NO

3

-

itd.):

- C

k

stanowią rdzenie pierwiastków

posiadające

wolne stany walencyjne

, np.: B

3+

, Zn

2+

,

N

5+

, I

7+

itd

WYKŁAD

Opis budowy drobin:

- jako ligandy (L)

- anion wodorkowy

H

-

: w BH

4

-

, AlH

6

3-

,

ReH

9

2-

, itd.,

-

drobiny ośmioelektronowe i ich pochodne

wodorowe

-

O

2-

w CO

2

, NO

2

+

, NO

3

-

, SO

3

2-

, MnO

4

2-

,

IO

6

5-

,

-

OH

-

w HCO

3

-

, H

2

PO

4

-

, H

6

TeO

6

,

B(OH)

4

-

,

-

F

-

w BF

3

, NF

4

+

, CF

4

, PF

6

-

, IF

7

,

-

N

3-

w BN

2

3-

, CN

2

2-

, P

3

N

5

, PN

4

7-

,

-

NH

2-

i

NH

2

-

w CNH(NH

2

)

2

,

-

NH

3

0

w Zn(NH

3

)

4

2+

, Co(NH

3

)

6

3-

,

- itd.. .......

WYKŁAD

Opis budowy drobin:

- jako ligandy (L)

- drobiny dwurdzeniowe i wielordzeniowe:

-

CO

0

w Fe(CO)

5

i innych

karbonylkach,

-

CN

-

w Cr(CN)

6

3-

, Fe(CN)

6

4-

-

C

2

O

4

2-

w [Co(C

2

O

4

)

3

]

3-

,

-

NO

3

-

w Cu(NO

3

)

2

, [Al(NO

3

)

6

]

3-

,

-

NO

2

-

w [C(NO

2

)

3

]

-

, HC(NO

2

)

3

-

nitroform

-

CH

3

O

-

w B(OCH

3

)

3

,

-

C

6

H

6

0

w Fe(C

6

H

6

)

2

, Cr(C

6

H

6

)

2

,

-

NH

2

C

2

H

4

NH

2

0

w [Co(en)

3

]

3+

,

- itd.. .......

Opis budowy drobin:

- jako ligandy (L) wielokleszczowe:

acac - jon acetyloacetonianowy

bpy - bipirydyl

phen - 1,10 fenantrolina

terpy - 2,2’,6’,2’ terpirydyl

Opis budowy drobin:

- jako ligandy (L) wielokleszczowe:

trien - trietylenotetraamina

NTA - nitrylotrioctanowy

Opis budowy drobin:

- jako ligandy (L) wielokleszczowe:

p - porfiryna

pc - ftalocyjanina, kompleks z Cu

2+

,

niebieski

barwnik

EDTA
- anion kwasu
etylenodiaminotetraoctowego

Cu

2+

Mg2+

Typy wiązań chemicznych w drobinach:
-

wiązania

donorowe

i

akceptorowe

- wiązania



akceptorowe

- wiązania



donorowe

- wiązania



donorowe



p donorowe

- wiązania



donorowe



d donorowe

- wiązania



donorowe



akceptorowe

- wiązania



donorowe

- wiązania z deficytem elektronów

- wiązania wodorowe

WYKŁAD

Typy wiązań chemicznych w drobinach:

-

wiązania

donorowe

i

akceptorowe

Donorowość lub akceptorowość wiązania rozpatrujemy
z punktu widzenia ligandu,:

- w wiązaniu

donorowym

ligand jest donorem

elektronów na tworzące się wiązanie, pierwiastek
ligandu jest bardziej elektroujemny niż centrum
koordynacji, np..

N-O

,

B-F

,

Mn-O

,

Fe-CN

.......,

polaryzacja wiązania jest w kierunku ligandu.

- w wiązaniu

akceptorowym

ligand jest akceptorem

elektronów w tworzącym się wiązaniu, pierwiastek
ligandu lub orbital jest mniej elektroujemny niż
centrum koordynacji, np.:

O-H

,

N-H

,

Cl-H

,

P-H

,

Fe-

CN......,

polaryzacja wiązania jest w kierunku centrum

koordynacji.

Opis budowy drobin:

-

schemat walencyjny (

struktura rdzeniowo

walencyjna pierwiastka stanowiącego centrum
koordynacji oraz rozmieszczone w stanach
walencyjnych C

K

wolne elektrony oraz elektrony

wiązań z ligandami). W schemacie walencyjnym
rozmieszczone są wszystkie rdzenie drobiny oraz
wszystkie elektrony walencyjne - zarówno przy C

K

jak i L

np. w SO

3

2-

s

p

sp

3

_

IOI

I

_

IOI

I

S

6+

_

IOI

I

2-

d



d



d



d

WYKŁAD



d



d

Opis budowy drobin:

-

wzór elektronowy (

rozmieszczenie

wszystkich rdzeni w drobinie i powiązanie ich
poprzez elektrony wiązań z uwzględnieniem
wszystkich elektronów walencyjnych i
wypełnieniem wszystkich stanów walencyjnych C

K

i

L

), np.

_

_

s

_

OI

IO

I

IOI

I

IOI

_

_

_

_ _

2-

WYKŁAD

Opis budowy drobin:

-

budowa przestrzenna (

podaje

wzajemne przestrzenne rozmieszczenie wszystkich
rdzeni w drobinie, tj. otoczenie C

K

przez ligandy L z

uwzględnieniem wpływu na strukturę drobiny
wolnych elektronów przy C

K

)

, np.

•

o

o

o

o

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(1a):

- wiązania



akceptorowe

Wszystkie wiązania

A-H

:

-

A

jest pierwiastkiem bloku

sp

o

elektroujemności większej od wodoru,
wodór jest w postaci liganda

H

+

:

np., wszystkie wiązania:

C-H, N-H, O-H,

F-H, Cl-H, P-H, S-H, Se-H, Te-H

w różnych

drobinach związków chemicznych.

Polaryzacja wiązania jest w kierunku centrum
koordynacji

A

.

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(1b):

- wiązania



akceptorowe

schemat walencyjny:

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(1c):

- wiązania



akceptorowe

wzór elektronowy:

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(1d):

- wiązania



akceptorowe

budowa przestrzenna:

Wpływ H

+

na kształt drobin:(oddziaływanie par

elektronowych wolnych i z H+

CH

4

NH

3

OH

2

109,5˚ > 107,3˚ >

104,5˚

SiH

4

PH

3

SH

2

109,5 ˚ > 93,5˚ >

92,3 ˚

GeH

4

AsH

3

SeH

2

109,5˚

> 92,0˚ >

91,0˚

SnH

4

SbH

3

TeH

2

109,5˚

>

91,5˚ >

89,5˚

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(1e):

- wiązania



akceptorowe

przykłady drobin:

- OH

-

, H

3

O

+

, NH

2

-

, NH

2

-

, NH

4

+

, PH

3

,

H

2

S,

HCl, CH

4

, H

2

Se, HF,

H

2

F

+

, HBr, HI, .... itd.,

- w drobinach bardziej złożonych jako

jedno z

wiązań:

H

3

BO

3

, HCO

3

-

, H

2

PO

4

-

, HPO

3

2-

,

CO(NH

2

)

2

,

H

3

PO

2

, H

6

TeO

6

, CH

3

OH, ...

Itd..

Typy wiązań chemicznych w drobinach (2a):

- wiązania



donorowe

- gdy są wysycone wiązaniami



wszystkie orbitale

walencyjne centrum koordynacji drobiny i nie ma

wiązań



.

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(2b):

- wiązania



donorowe

schemat walencyjny, np. CF

4

0

:

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(2c):

- wiązania



donorowe

wzór elektronowy, np.

NF

4

+

:

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(2d):

- wiązania



donorowe

budowa przestrzenna, , np.

NF

4

+

:

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(2e):

- wiązania



donorowe

przykłady:

NF

4

+

, CF

4

0

, CCl

4

0

, BF

4

-

, BH

4

-

, BeCl

4

2-

,

NO

4

3-

,

[Zn(NH

3

)

4

]

2+

, B(C

6

H

5

)

4

-

, ReH

9

2-

, .....

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(3a):

- wiązania



donorowe

]



p donorowe

N

5+

sp

2

O

2-

sp

3

O

2-

sp

3

O

2-

sp

3



d



d



d

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(3a):

- wiązania



donorowe



p donorowe

]



d

z

x,y

p

z



d



d



d



p

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(3b):

- wiązania



donorowe



p donorowe

schemat walencyjny:

s

p

sp

2

_

IOI

I

_

IOI

I

N

5+

_

IOI

I

-



d



d



d



p d

NO

3

-

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(3c):

- wiązania



donorowe



p donorowe

wzór elektronowy:

N

O

O

O

I

I

I I

I

II

I

_

_

-

i dwie struktury rezonansowe z wiązaniami „=’’
do dwóch pozostałych rdzeni tlenu

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(3d):

- wiązania



donorowe



p donorowe

budowa przestrzenna:

•

•

•

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(3e):

- wiązania



donorowe



p donorowe

przykłady:

NO, NO

2

, NO

2

+

, NO

2

-

, NO

3

-

,

N

2

O

2

2-

, NO

+

,

CO, CO

2

, CO

3

2-

, BO

3

3-

, BF

3

, SO

2

,

HCO

2

-

,

H

3

BO

3

, SO

3 (g)

, CN

-

, CN

2

2-

, CNO

-

,

itd..

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(4a):

- wiązania



donorowe



d donorowe

dla

pierwiastków bloku sp są najsilniejsze w drobinach
tlenowych II okresu rdzeniowego.

s

p

sp

3

_

IOI

I

_

IOI

I

S

6+

_

IOI

I

2-

d



d



d



d



d d

SO

3

2-

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(4b):

- wiązania



donorowe



d donorowe

dla

pierwiastków bloku sp

schemat walencyjny:

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(4c):

- wiązania



donorowe



d donorowe

dla

pierwiastków bloku sp

wzór elektronowy:

_

_

s

_

OI

IO

I

IOI

I

IOI

_

_

_

_ _

2-

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(4d):

- wiązania



donorowe



d donorowe

dla

pierwiastków bloku sp

budowa przestrzenna:

•

o

o

o

Typy wiązań chemicznych w drobinach (4e):

- wiązania



donorowe



d donorowe

dla

pierwiastków bloku sp

przykłady:

ClO

4

-

, ClO

3

-

, ClO

2

0

, SO

4

2-

,

SO

3

2-

, S

2

O

6

2-

, S

2

O

5

2-

, S

2

O

7

2-

,

PO

4

3-

, P

2

O

7

4-

, SiO

4

4-

,

SNF

3

,

[PR

3

O, N(SiH

3

)

3

, R

3

PO, gdzie R

- CH

3

-

, C

2

H

5

-

, ...R

-

]

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(5a):

- wiązania



donorowe



d donorowe

dla

pierwiastków bloku dsp



d



d



d



p d



d

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(5b):

- wiązania



donorowe



d donorowe

dla

pierwiastków bloku dsp

schemat walencyjny:



d



d



d



d d

MnO

4

2-

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(5c):

- wiązania



donorowe



d donorowe

dla

pierwiastków bloku dsp

wzór elektronowy:

2-

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(5d):

- wiązania



donorowe



d donorowe

dla

pierwiastków bloku dsp

budowa przestrzenna:

Typy wiązań chemicznych w drobinach
(5e):

-

wiązania



donorowe



d donorowe

dla pierwiastków

bloku dsp

przykłady:

MnO

4

-

, MnO

4

3-

, CrO

4

2-

, CrO

4

2-

,

VO

4

3-

, Cr

2

O

7

2-

, ReO

4

, OsO

4

,