ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΧΗΜΙΚΩΝ ∆ΕΣΜΩΝΕΡΜΗΝΕΙΑ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΧΗΜΙΚΩΝ ∆ΕΣΜΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΔΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣ

ΘΕΩΡΙΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ∆ΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣΘΕΩΡΙΑ ∆ΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣΚ ά ά ξ λ ύ δ ύ 1. Κατά την ανάπτυξη ομοιοπολικού δεσμού ανάμεσα σε δύο άτομα, τροχιακά της στιβάδας σθένους του ενός ατόμου επικαλύπτουν τροχιακά

βάδ θέ άλλ της στιβάδας σθένους του άλλου. 2. Αν στο κάθε τροχιακό που συμμετέχει στο μηχανισμό αυτό της επικάλυψης περιέχεται ένα

ή λ ό ό λ όμονήρες ηλεκτρόνιο, τότε ηλεκτρόνια με αντιπαράλληλα spin δημιουργούν ζεύγη ηλεκτρονίων που ανήκουν και στα δύο άτομα. Η έλξ ζ ύ λ ί ό ή έλξη του ζεύγους ηλεκτρονίων από τους πυρήνες των δύο ατόμων οδηγεί στην ανάπτυξη του δεσμού ανάμεσα τους.

3. Η ισχύς του δεσμού είναι τόσο μεγαλύτερη, όσο ο βαθμός επικάλυψης των τροχιακών αυτών (με ένα μονήρες ηλεκτρόνιο) είναι μεγαλύτερος.μ ήρ ς η ρ μ γ ρ ς

ΘΕΩΡΙΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝΘΕΩΡΙΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝΤ ά ά ύ δ ό ώ 1. Τα μοριακά τροχιακά προκύπτουν με συνδυασμό ατομικών τροχιακών. Σχηματίζονται δε τόσα μοριακά τροχιακά όσα είναι τα ατομικά τροχιακά που συνδυάζονται.Τ ά ά ί ό ό ά 2. Τα μοριακά τροχιακά είναι για τα μόρια ότι τα ατομικά τροχιακά για τα άτομα. Τα μοριακά τροχιακά, δηλαδή, περιγράφουν τις περιοχές του χώρου σ’ ένα μόριο, όπου έχει μεγάλη πιθανότητα να βρεθούν τα ηλεκτρόνια Τα έχει μεγάλη πιθανότητα να βρεθούν τα ηλεκτρόνια. Τα μοριακά τροχιακά, με άλλα λόγια, περιβάλλουν δύο ή περισσότερους πυρήνες, σε αντίθεση με τα ατομικά τροχιακά που περιβάλλουν ένα μόνο πυρήνα τροχιακά που περιβάλλουν ένα μόνο πυρήνα.

3. Τα μοριακά τροχιακά έχουν ορισμένο σχήμα, μέγεθος και ενεργειακό επίπεδο. Υ ά δύ ίδ ώ ώ δ ά ( 4. Υπάρχουν δύο είδη μοριακών τροχιακών τα δεσμικά (με χαμηλή ενέργεια) και τα αντιδεσμικά (που έχουν μεγάλη ενέργεια).

ΕΙ∆Η ∆ΕΣΜΩΝ – ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝΕΙ∆Η ∆ΕΣΜΩΝ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝσ (σίγμα) δεσμοί προκύπτουν με επικαλύψειςs s s p και p p ατομικών τροχιακών κατάs-s, s-p και p-p ατομικών τροχιακών κατάτον άξονα που συνδέει τους πυρήνες των δύοσυνδεόμενων ατόμων Κατ’ αυτή τησυνδεόμενων ατόμων. Κατ αυτή τηδιεύθυνση εξασφαλίζεται η μεγαλύτερηδυνατή επικάλυψη.ή ψη

Οι π (πι) δεσμοί προκύπτουν με πλευρικέςΟι π (πι) δεσμοί προκύπτουν με πλευρικέςεπικαλύψεις p-p ατομικών τροχιακών (τωνοποίων οι άξονες είναι παράλληλοι) καιοποίων οι άξονες είναι παράλληλοι) καιείναι ασθενέστεροι των σ.

ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ∆ΕΣΜΟΥ Η-Η

ΣΧΗΜΑ5.1 Ενέργεια του συστήματος Η-Η σε συνάρτηση με την απόσταση των πυρήνων των δύο ατόμων υδρογόνου.

∆Ε ΩΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ∆ΕΣΜΩΝΆξονας δεσμού: η ευθεία που διέρχεταιΆξονας δεσμού: η ευθεία που διέρχεταιαπό τους πυρήνες των ατόμων πουσυγκροτούν το δεσμόγ ρ μΜήκος δεσμού: η απόσταση μεταξύ τωνπυρήνων στην οποία επιτυγχάνεται ηρή η γχ ηελάχιστη ενέργεια.Ενέργεια δεσμού: η ενέργεια πουΕνέργεια δεσμού: η ενέργεια πουαπαιτείται για την απομάκρυνση τωνπυρήνων σε τέτοια απόσταση που να μηνρή η μηαλληλεπιδρούν (θεωρητικά άπειρη)

ΧΡΗΣΙΜΟΣ ∆ΕΚΑΛΟΓΟΣ 1. Τα s τροχιακά δε συμμετέχουν σε π δεσμούς, καθώς δεν είναι

δυνατή η πλευρική τους επικάλυψη. 2 Ο δεσμός π δημιουργείται μόνο εφ’ όσον έχει προηγηθεί ο2. Ο δεσμός π δημιουργείται μόνο εφ όσον έχει προηγηθεί ο

σχηματισμός ενός σ δεσμού.3. Ο σ δεσμός είναι ισχυρότερος του π, καθώς στην πρώτη

περίπτωση επιτυγχάνεται μεγαλύτερη επικάλυψη τροχιακών.ρ η γχ μ γ ρη ψη ρ χ4. Στα σ μοριακά τροχιακά που έχουν σφαιρική συμμετρία η

μεγαλύτερη πυκνότητα ηλεκτρονιακού νέφους εντοπίζεται στο χώρο μεταξύ των πυρήνων

5. Στα π μοριακά τροχιακά η μεγαλύτερη πυκνότητα ηλεκτρονιακού νέφους εντοπίζεται στο χώρο εκατέρωθεν του άξονα του δεσμού ενώ στην επιφάνεια που βρίσκεται ο άξονας του δεσμού η πιθανότητα εύρεσης του ηλεκτρονιακούάξονας του δεσμού η πιθανότητα εύρεσης του ηλεκτρονιακού νέφους είναι μηδέν (κομβική επιφάνεια).

6. Κάθε απλός δεσμός είναι τύπου σ7 Κάθε διπλός δεσμός αποτελείται από 1σ και 1π δεσμό7. Κάθε διπλός δεσμός αποτελείται από 1σ και 1π δεσμό8. Κάθε τριπλός δεσμός αποτελείται από 1σ και 2π δεσμούς9. Ισχύς δεσμών: τριπλός > διπλός > απλός10 Μή δ ώ λό > δ λό > λό10. Μήκος δεσμών: απλός > διπλός > τριπλός

∆ΕΣΜΟΣ : H-F1s

1H ↑1s 2s 2px 2py 2pz

9F ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑9

∆ΕΣΜΟΣ: N Ξ N1s 2s 2px 2py 2pz

N ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑7N ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑

Υ Β Ρ Ι Δ Ι Σ Μ Ο Σ• ΤΙ ΕΙΝΑΙ;Ερμηνεία του ομοιοπολικού δεσμού με βάση τη θεωρία ρμη μ μ μ β η η ρδεσμού σθένους

• ΠΩΣ ΟΡΙΖΕΤΑΙ;ΠΩΣ ΟΡΙΖΕΤΑΙ;Ορίζεται ως γραμμικός συνδυασμός (πρόσθεση ή αφαίρεση) ατομικών τροχιακών προς δημιουργία νέωναφαίρεση) ατομικών τροχιακών προς δημιουργία νέων ισότιμων ατομικών τροχιακών (υβριδικών τροχιακών).ΠΟΥ ΕΦΑΡΜΟΖΕΤΑΙ• ΠΟΥ ΕΦΑΡΜΟΖΕΤΑΙ;όπου οι θεωρία δεσμού σθένους αδυνατεί να ερμηνεύσει την δημιουργία ή την ισοτιμία δεσμών

ΥΒΡΙΔΙΚΑ ΤΡΟΧΙΑΚΑΤα υβριδικά τροχιακά είναι αριθμητικά ίσα με τασυνδυαζόμενα ατομικά τροχιακάσυνδυαζόμενα ατομικά τροχιακά,Διαφέρουν από τα ατομικά τροχιακά ως προς τηνέ ή λ όενέργεια, τη μορφή και τον προσανατολισμό.

Έχουν σχήμα ζεύγους ομοαξονικών αλλά άνισουμεγέθους λοβώνΟ ένας από τους δύο λοβούς του υβριδικούς ς β ς βρτροχιακού είναι πολύ μεγαλύτερος από τον άλλο γι’αυτό και ο βαθμός επικάλυψης των υβριδικώνβ μ ς ψης βρτροχιακών με τα ατομικά τροχιακά ενός άλλουατόμου είναι μεγαλύτερος. Αυτό οδηγεί σεμ μ γ ρ ς ηγισχυρότερους δεσμούς.

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΑΤΟΜΙΚΩΝ-ΥΒΡΙΔΙΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ

ΥΒΡΙΔΙΚΑ ΤΡΟΧΙΑΚΑΤα ηλεκτρόνια που υπήρχαν στα αρχικά ατομικάτροχιακά κατανέμονται στα ισάριθμα υβριδικάτροχιακά, κατανέμονται στα ισάριθμα υβριδικάτροχιακά που αντικατέστησαν, σύμφωνα με τιςαρχές της ηλεκτρονιακής δόμησηςαρχές της ηλεκτρονιακής δόμησης.Τα ατομικά τροχιακά που υβριδοποιούνται ανήκουν

ίδ βάδστην ίδια στιβάδαΕΙΔΗ ΥΒΡΙΔΙΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝΥβριδικά Ατομικά

sp : 1s + 1psp2 : 1s + 2psp3 : 1s + 3pp psp2d : 1s + 2p + 1d

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝΑΤΟΜΙΚΑ ΥΒΡΙΔΙΚΑ ΜΟΡΙΑΚΑ

Γύρω από ένα πυρήνα Γύρω από ένα πυρήνα Γύρω από δύο τουλάχιστον πυρήνες

-Από συγχώνευση ατομικών τροχιακών ίδιας στιβάδας

Από συγχώνευση ατομικών ή/και υβριδικών τροχιακών ρ χ ς β ς

ίδιου ατόμου ή βρ ρ χδύο τουλάχιστον ατόμων

Σχηματίζουν σ ή π δεσμούς Σχηματίζουν μόνο σ δεσμούς -

Ισχύουν οι αρχές ηλεκτρονιακής δόμησης

Ισχύουν οι αρχές ηλεκτρονιακής δόμησης

Ισχύουν οι αρχές ηλεκτρονιακής δόμησηςηλεκτρονιακής δόμησης ηλεκτρονιακής δόμησης ηλεκτρονιακής δόμησης

Γραμμικός Υβριδισμός

Τριγωνικός Υβριδισμός

Τετραεδρικός Υβριδισμός

ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ ΤΟΥ CH44

σs - sp3

ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ ΤΟΥ CH3 CH3

σsp3 - sp3sp3 sp3

σs - sp3

ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ ΤΟΥ CH2= CH2

σ π

σσ

ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ ΤΟΥ CH≡CH

σsp-sp πp pp-p

σsp-s