Speaker A
Witam was serdecznie, moi drodzy, na piątych zajęciach z chemii w tym roku szkolnym.
Darmowe korepetycje z chemii omawiają hybrydyzację orbitali i wiązania międzycząsteczkowe, w tym wiązania wodorowe i siły Van der Waalsa.
Key Takeaways
- Hybrydyzacja orbitali pozwala na tworzenie jednakowych wiązań chemicznych i określa kształt cząsteczek.
- Typy hybrydyzacji sp, sp2 i sp3 odpowiadają różnym konfiguracjom elektronowym i geometriom cząsteczek.
- Wiązania międzycząsteczkowe, takie jak wiązania wodorowe i siły Van der Waalsa, mają kluczowe znaczenie dla właściwości substancji.
- Wiązanie metaliczne charakteryzuje się swobodnym ruchem elektronów, co wpływa na właściwości metali.
- Zrozumienie tych podstaw chemii jest istotne dla dalszej nauki i zastosowań w chemii i biologii.
Summary
- Wprowadzenie do hybrydyzacji orbitali atomowych jako podstawy do tworzenia jednakowych wiązań chemicznych.
- Omówienie konfiguracji elektronowej i przykładów hybrydyzacji sp, sp2 oraz sp3 na podstawie grup głównych układu okresowego.
- Wyjaśnienie kształtów cząsteczek powstałych w wyniku hybrydyzacji, takich jak liniowy, trójkąt równoboczny i czworościan foremny.
- Przykłady cząsteczek z różnymi typami hybrydyzacji, np. wodorek berylu, BF3, BH3, metan CH4.
- Wprowadzenie do wiązań międzycząsteczkowych, w tym wiązań wodorowych, sił Van der Waalsa oraz wiązań dipol-dipol.
- Omówienie właściwości i przykładów wiązań wodorowych w aminach, amoniaku i kwasach karboksylowych.
- Wyjaśnienie oddziaływań dipolowych i indukowanych oraz ich roli w chemii i biologii.
- Opis wiązania metalicznego jako specyficznego typu wiązania z udziałem swobodnych elektronów.
- Dyskusja o właściwościach metali wynikających z wiązania metalicznego, takich jak wysokie temperatury topnienia i trwałość mechaniczna.
- Zachęta do zadawania pytań i udziału w darmowych korepetycjach z chemii.
Chapters
- 00:00Wprowadzenie i omówienie hybrydyzacji orbitali
- 05:10Definicja hybrydyzacji i typy orbitali
- 13:32Hybrydyzacja sp i konfiguracja elektronowa grupy drugiej
- 25:27Hybrydyzacja sp2 i geometria cząsteczek
- 33:43Hybrydyzacja sp3 i kształt czworościanu foremnego
- 65:34Oddziaływania międzycząsteczkowe i wiązania wodorowe
- 83:36Wiązanie metaliczne i właściwości metali
- 92:14Podsumowanie i zaproszenie do zadawania pytań
Full Transcript — Download SRT & Markdown
Speaker A
Dzisiaj zajmiemy się, po pierwsze, hybrydyzacją cząstek, to, co sprawia wam często dosyć duży problem, a wbrew pozorom jest bardzo proste.
Speaker A
A naturalną konsekwencją pojęcia o hybrydyzacji i kształtach cząsteczek będzie, yyy, będzie dalsza część, czyli wiązania międzycząsteczkowe, yy, między innymi wiązanie wodorowe, siły Van der Waalsa, wiązania dipol-dipol oraz wiązanie metaliczne jeszcze jako dodatek.
Speaker A
Jeżeli macie do mnie jakiekolwiek pytania, proszę, kierujcie je za pośrednictwem opcji pytania i odpowiedzi.
Speaker A
W wolnej chwili, jeżeli zobaczę, że ktoś będzie miał jakieś wątpliwości, postaram się je wytłumaczyć.
Speaker A
Przejdźmy do wykładu. Teraz tak, to będzie prezentacja wiązania, część druga.
Speaker A
Moi drodzy, czym jest hybrydyzacja? Ten termin na pewno niektórym z was sprawia trudności, ponieważ jest źle tłumaczony, ale porównajcie sobie to do życia codziennego.
Speaker A
Hybrydyzacja oznacza połączenie często elementów, które pełnią różne funkcje albo taką samą funkcję, a są inaczej zbudowane w jedną całość.
Speaker A
Na przykład samochody hybrydowe. Tam macie silnik elektryczny i silnik spalinowy, które pracują razem w celu zapewnienia ruchu tego urządzenia mechanicznego.
Speaker A
Analogicznie z hybrydyzacją, tylko co im ulega i dlaczego. Hybrydyzacja jest to połączenie orbitali atomowych.
Speaker A
Dla przypomnienia, orbital jest to chmura, w której drgają elektrony.
Speaker A
Wyróżniamy orbitale do różnych typów, tak jak mamy podpowłoki elektronowe.
Speaker A
Na podpowłoce s mamy tylko jeden rodzaj orbitalu. Jest to po prostu kula.
Speaker A
Na podpowłoce p mamy trzy rodzaje orbitali, które są takimi leniwymi ósemkami. Zapiszę je w trzech układach.
Speaker A
One są zorientowane tak, jak macie osie układu kartezjańskiego, czyli mówiąc prostym językiem: prawo, lewo, góra, dół.
Speaker A
Jeszcze przód, tył. Nie umiem zachować perspektywy tutaj na tablicy, ale wyobraźcie sobie, że to jest właśnie skierowane tak od was, za monitor.
Speaker A
I taki jest układ tych trzech, tych trzech orbitali.
Speaker A
No, jak mamy kartezjański układ, to wyglądałoby to wtedy tak, prawda? X, Y, Z.
Speaker A
Następnie mamy orbitale typu d, które mają kształty bardzo wymyślne. Nie będę tego teraz tutaj rysować, bo nie o to chodzi.
Speaker A
I teraz tak. Hybrydyzacja to jest połączenie dwóch orbitali o różnych kształtach po to, aby je wymieszać ze sobą i żeby powstały orbitale o kształtach, y, o kształtach podobnych i dosyć regularnych, o takiej samej energii.
Speaker A
Po co się to robi? Po co jest cała hybrydyzacja?
Speaker A
Ona jest po to, aby zapewnić możliwość wytworzenia jednakowych wiązań.
Speaker A
Na przykład w metanie, który ma wzór sumaryczny CH4, tam są potrzebne wiązania, cztery wiązania węgiel-wodór, takie same.
Speaker A
A jak mamy sobie jeden orbital s i trzy orbitale p, tam będą obecne każdy z jednym niesparowanym elektronem, to każde z tych wiązań wyglądałoby wtedy inaczej.
Speaker A
Musimy je ze sobą wymieszać i zrobić takie same orbitale.
Speaker A
Ja wam teraz pokażę przykład po przykładzie, grupa po grupie spośród grup głównych układu okresowego, jak to powinno wyglądać.
Speaker A
Teraz tak, zaczniemy sobie od grupy drugiej, głównej, bo wiem, to jest dopiero możliwe hybrydyzacja oczywiście od dwóch orbitali atomowych.
Speaker A
Tam konfiguracja walencyjna to jest w skrócie s2 po prostu, czyli mamy dwa elektrony na orbitalu s.
Speaker A
Trzeba to wzbudzić, żeby wytworzyły się elektrony niesparowane, bo przypominam, że tylko elektrony niesparowane będą tworzyć wiązania kowalencyjne.
Speaker A
Powstaje nam coś takiego.
Speaker A
Mamy jeden elektron tutaj i jeden elektron na orbitalu p. To jest s, to jest p.
Speaker A
I teraz tak, jak one się ze sobą mieszają, to miesza się jeden orbital z s i jeden orbital z p.
Speaker A
Nie patrzcie na elektrony, tylko na kratki, prawda? Po jednej kratce.
Speaker A
W związku z czym po wymieszaniu otrzymamy dwa takie same orbitale.
Speaker A
A że wziął w tym udział 1 s i 1 z p, nazywamy to hybrydyzacją typu sp.
Speaker A
Sekundę, ja to tylko zmarzę, inaczej napiszę. Tutaj jest jeden elektron, tu drugi. Hybrydyzacja typu sp.
Speaker A
Jak to wygląda?
Speaker A
Popatrzcie na to, co mamy tutaj. Najpierw mieliśmy dwa elektrony sparowane na orbitalu s.
Speaker A
Potem zrobił się nam jeden orbital s, czyli kula, i do tego jeden orbital typu p, czyli leniwa ósemka z jednym niesparowanym elektronem.
Speaker A
Po wymieszaniu mamy coś takiego.
Speaker A
Jest jeden orbital skierowany w jedną stronę i taki mała końcówka jeszcze dodatkowo, i drugi orbital skierowany w drugą stronę również z małą końcówką.
Speaker A
Na każdym z nich jest jeden niesparowany elektron.
Speaker A
A kształt cząsteczki, która powstaje w oparciu o ten schemat, wyglądałaby tak, że tu w środku mamy atom i tu dwa te mniejsze ligandy przyłączone.
Speaker A
Przykładem cząstki, u której taki model wiązania występuje, będzie na przykład wodorek berylu.
Speaker A
Jest on substancją amfoteryczną, w przeciwieństwie do innych wodorków z drugiej grupy głównej, ponieważ tam mamy już dominację wiązania jonowego.
Speaker A
Dobrze? I to jest kształt liniowy, pamiętajcie.
Speaker A
Jedyna opcja, jaką dysponujemy. Kąt, który tutaj występuje między wiązaniami, to 180 stopni.
Speaker A
Proste. Jak to wygląda w trzeciej grupie? Przyjrzyjcie się.
Speaker A
Tam mamy coś takiego, że elektrony walencyjne są upakowane tak.
Speaker A
Tutaj jest para, a na p będzie jeden niesparowany.
Speaker A
Jak wzbudzimy, to tu zostanie jeden i tu po jednym. Okej.
Speaker A
Ale co znowu mają kształty niespójne, ponieważ mamy tutaj jeden orbital s i z p jedną leniwą ósemkę w jednej orientacji i drugą w drugiej orientacji.
Speaker A
W związku z czym trzeba to wymieszać i ujednolicić.
Speaker A
Pochodną po tym będą trzy hybrydyzowane orbitale, z czego wziął w tym udział jeden z s i dwa z p.
Speaker A
Stąd nazwa hybrydyzacji sp2.
Speaker A
Wygląda to tak, że mamy sobie w środku nasz atom, jeden orbital w jedną stronę, no i mała końcówka, drugi w drugą, trzeci w trzecią stronę, że to jest wszystko na planie trójkąta równobocznego, a cząsteczki, które są zbudowane w oparciu o ten model, wyglądałyby tak, że tu jest jedno, tu jest etap centralny, tu jeden ligand przyłączony, tu drugi, tu trzeci.
Speaker A
Kąt między wiązaniami to byłoby 120 stopni.
Speaker A
Przykładem cząstek, u których występuje taka hybrydyzacja, to będzie z grupy trzeciej, na przykład BF3 albo BH3.
Speaker A
Te związki nie zachowują oktetu, tak na marginesie.
Speaker A
Mają sześć elektronów. BF3 na przykład wygląda tak.
Speaker A
Tu fluor ma trzy wolne pary, każdy z nich, ale bor w sumie ma tylko sześć elektronów.
Speaker A
Stąd też chętnie przyjmuje parę.
Speaker A
Dlatego, wyprzedzając parę tematów, jest kwasem Lewisa, ale to nie jest temat na dzisiejsze zajęcia.
Speaker A
Tak mniej więcej wygląda cząsteczka, u której mamy hybrydyzację sp2.
Speaker A
Jest to płaski trójkąt równoboczny.
Speaker A
Co się dzieje w czwartej grupie głównej, czyli 14?
Speaker A
Mamy tam coś takiego, że elektrony walencyjne są dwa na s i dwa niesparowane na p jednym.
Speaker A
Żeby stworzyć cztery wiązania, na przykład takie jak w cząsteczce metanu CH4, która będzie wzorcem dla tej hybrydyzacji póki co, musimy to wzbudzić do czegoś takiego.
Speaker A
Tutaj będzie 1 na s i na p będzie po jednym niesparowanym elektronie.
Speaker A
Musimy je ze sobą wymieszać i połączyć.
Speaker A
Otrzymujemy tym samym cztery orbitale zhybrydyzowane. Brał w tym udział jeden z s i trzy z p.
Speaker A
Stąd nazwa sp3.
Speaker A
Jaki kształt przyjmą? Jak się wymieszają, to jeden będzie na górze, tak powiedzmy, drugi pod kątem na płaszczyźnie.
Speaker A
I teraz tak, ten zamalowany będzie w naszą stronę, skierowany do nas, a liniami przerywanymi czy tam wykropkowany będzie z tyłu.
Speaker A
Ten jest za nami tutaj po lewej.
Speaker A
Nie umiem perspektywy wam dobrze narysować, ale jest to ten czworościan foremny, tak zwany. Cząstka, która zbudowana jest w oparciu o tak zhybrydyzowane orbitale, jak na przykład metan.
Speaker A
To wygląda sobie tak, że tu mamy jeden, tu drugi, tutaj rysuje się to w postaci cleina zamalowanego, tak?
Speaker A
W chemii organicznej się często wykorzystuje, a tutaj liniami przerywanymi także to jest za obserwatorem.
Speaker A
Ten klin jest do nas, a linie proste są na płaszczyźnie, na kartce czy też na ekranie.
Speaker A
Widzę, jest pytanie. Proszę o chwilę cierpliwości. Już na nie odpowiadam.
Speaker A
Natalia, w kwasie borowym 3 też nie mamy zachowanej reguły oktetu.
Speaker A
Już spieszę z wyjaśnieniem.
Speaker A
Natalia, popatrz na to. Tak. To jest na chwilę poza tematem. Bor, B, borowy 3, czyli tlenek boru 3.
Speaker A
tutaj byłoby 2, także mielibyśmy po prostu SP, czyli liniowa cząstka. No tutaj byłoby SP SP2 zero wolnych par przy atomie węgla, bo są trzy, prawda? Jedna sigma, druga sigma i trzecia sigma.
Speaker A
Przypominam, wiązania pi to są te nadmiarowe, ich nie liczymy, tak? Tylko wiązania sigma i wolne pary przy atomie centralnym. Hybrydyzacja SP2, trójkąt równoboczny.
Speaker A
Dobrze, to myślę to ćwiczenie wystarczające. Jeszcze tak czy powiem o DSP3 i D2SP 3 jako ciekawostkę Kutikua? Jak najbardziej tak, bo wam pokażę to na przykładzie tej siarki, którą ostatnio podałem te związki jak SF4 oraz SF6. Popatrzcie tak.
Speaker A
SF4 i SF6. Co się tam dzieje? To są, moi drodzy, ponadprogramowe informacje, ale myślę, że nie zaszkodzą bynajmniej wam. Siarka normalnie ma następującą konfigurację elektronową. Tu jest para, tutaj będzie para, tu po jednym. No i teraz jak się wzbudzi raz,
Speaker A
zakładamy, że może to jednak zrobić, to wtedy pamiętajcie, podczas wzbudzenia pierwsza para z prawej się rozpada.
Speaker A
Czyli mamy ten orbital D i tu mamy tak na S dwa elektrony, na P3 i na D1 i to jest to 3D jakby co. Teraz tak i to musi również ulec hybrydyzacji. Dlaczego zrobiłem to?
Speaker A
Dlatego, że tu są cztery fluory i każdy fluor musi dostać jedno normalne wiązanie kowalencyjne. Ta cząstka będzie wyglądała tak. Tu jest siarka i cztery fluory. Jeszcze jedna wolna para.
Speaker A
Kształt tego czegoś to jest tak zwany osiołek do piłowania drewna w wolnym tłumaczeniu z angielskiego. W każdym razie nie opiszę wam tego teraz dokładnie. Te kształty możecie sobie wpisać po prostu hybrydyzacja kształt po angielsku. Najlepiej wtedy znajdziecie tabelkę z dokładnymi możliwościami. Tam
Speaker A
jest ich więcej ale nie będę tego dokładnie omawiać. W każdym razie uległo to co co uległo tutaj hybrydyzacji.
Speaker A
Uległ tutaj jeden orbital S. 3 z P 1 z D, prawda? Dlatego się nazywa ta hybrydyzacja SP3D albo D SP3. I oczywiście reguła oktetu nie jest zachowana. A w tym SF6 jeszcze musiałoby się wzbudzić bardziej do czegoś takiego.
Speaker A
Tu będzie jeden, tu po jednym na P w każdym, a tu D na D i cząsteczka wyglądałaby tak.
Speaker A
F i tak dalej. Hybryzacja, moi drodzy, będzie następująca. I jeżeli chodzi o kształt tego, to jest ośmiościan foremny. Jeżeli już yyy polecam wpisanie sobie tego w Google i po prostu w odczytanie z tabeli. Nie będę teraz na to poświęcać
Speaker A
czasu. W każdym razie rodzaj hybrydyzacji jest taki jest właśnie S P 3, bo trzy orbitale z P uległy temu i D 2. Pamiętajcie moje tłumaczenie orbital to jest po prostu kratka w tym. Czyli mamy hybrydyzację SP3D albo DD2 albo D2 SP3.
Speaker A
Jeżeli bylibyście zainteresowani tymi hybrydyzacjami. W porządku. Teraz przejdźmy do kolejnej części dipol. Moi drodzy, co to jest dipol? Jeżeli macie teraz chwilę, to napiszcie mi definicje na czacie dipola.
Speaker A
Postaram się jakieś znaleźć i skomentować je, ale ja zacznę zanim przejdziemy do omówienia od porównania.
Speaker A
Na pewno większość z was w dzieciństwie jakoś mniej lub bardziej bawiła się magnesem. Wiem, że to brzmi y kuriozalnie na chwilę obecną, ale wiecie jak magnes się zachowuje, prawda? Ma na przykład dwa bieguny i jak mamy drugi magnes, to weźmiemy je tymi samymi
Speaker A
biegunami, zetkniemy, to się odpychają, a jak przeciwnymi się przyciągają. Poza tym jakbyśmy wzięli magnez i do jakiejś substancji, która jest ma zdolność do magnesowania się przyłożyli, no to wtedy on ją przyciąga. To jest raz. A dwa, ta substancja zaczyna przyciągać inne,
Speaker A
czyli też wtórnie staje się magnesem. Tak, zobaczę czy macie jakieś fajne odpowiedzi na temat dipola. Nie widzę. Dobrze, dlatego przejdę do mojej definicji. Teraz pamiętajcie, cały czas macie ten magnes.
Speaker A
Cząsteczka mająca niezerowy moment dipolowe. Eliza. No jest to taka definicja, okej, ale nic. No ciężko zapamiętać jakoś, bo jest teoretyczna.
Speaker A
Kształt to piramida trygonalna. Kierunekalny tetrahedryczny. Sekundę. W każdym razie jeśli chodzi o dipol to jest to taki elektryczny magnes. Ja to tak porównuję. Popatrzcie na tablicę. Jak mamy sobie magnes, to on ma dwa bieguny. Automatycznie wyobraźcie sobie cząstkę, która ma dwa bieguny,
Speaker A
tylko że elektryczne plus i minus. I taka cząsteczka, cząstka napotykając inną też będzie na podobnych zasadach jak magnez się z nią zachowywać, czyli przeciwnymi biegunami się będzie przyciągać.
Speaker A
Tutaj będzie oddziaływanie na tej linii. Włączyć je. Następnie jakbyśmy mieli cząsteczkę, która jest dipolem i cząsteczkę, która nie jest, mamy sobie dipol i inną cząsteczkę, która nim nie jest. i ten dipol sobie koło niego po prostu istnieje. Jeżeli zbliży się
Speaker A
dostatecznie blisko, to wtedy mielibyśmy tu załóżmy nie ma ładunku, napiszę te zera. Po tej sytuacji mielibyśmy coś takiego, iż tutaj byłby ładunek i tutaj ten ładunek by się wyindukował, czyli po prostu takie macie elektryzowanie przez indukcję, że zbliża się do tego, no i on
Speaker A
automatycznie też staje się dipolem. to tak jakby ten magnes wsadzić do jakiś jakiegoś pudełka z opiłkami żelaznymi i je potem wyciągnąć razem z nim, bo one wszystkie stałyby się magnesem. No i towarzyszy temu oczywiście też przyciąganie.
Speaker A
Właśnie teraz tak mamy definicję dipola. Moment dipolowy. Moment dipolowy to jest taka miara jego mocy. No bo wiadomo, jak macie magnesy, to jest słabszy i mocniejszy. Z dipolem jest podobnie.
Speaker A
mierzy się tę jego moc następującą. To jest taka prosta dosyć jednostka. Moment dipolowy. Chyba miała symbol mi, o ile dobrze pamiętam, grecki. Nie pamiętam jak się te litery pisało, szczerze mówiąc. Chyba tak albo odwrotnie. W każdym razie to było równe
Speaker A
długości tego dipola, czyli cząstki cząsteczki razy ładunk razy ładunek ten jednostkowy, który tutaj występuje, prawda? Czyli im większy ładek, tym mocniejszy dipol. Im dłuższa cząsteczka, nie większa, ale dłuższa w tym wymiarze jednym, to wtedy dipol też będzie mocniejszy. A co za tym idzie,
Speaker A
oddziaływania, które wynikają z tego momentu dipolowego będą silniejsze. Teraz moi drodzy, kiedy cząsteczka jest dipolem, a kiedy nie?
Speaker A
Właśnie kiedy zastanówcie się jak to określić, bo pamiętacie polarność wiązania była polaryzacja prawda że wiązanie jest polaryzowane albo nie. No ale jaki to ma wpływ na dipol? Ja wam pokażę takie przykłady, bo na pewno ze zrozumieniem może być trochę
Speaker A
problemu. Weźmy sobie, weźmy sobie na przykład tak metan. Weźmy sobie amoniak. Weźmy sobie fosforowodór. I jeszcze weźmy sobie tlenek węgla. On ma taki, pamiętacie, tlenek węgla 2, specyficzny wzór, że tu jest koordynacyjne w tym kierunku, a tu jest pojedyncze po wolnej parze jeszcze.
Speaker A
No i teraz tak, moi drodzy, który z nich będzie dipolem? Od razu, pamiętacie, możemy wykluczyć, pamiętajcie, możemy wykluczyć cząsteczki, które ma nie mają wolnej pary. Są tak są jakoś z hybrydyzowane, nie mają wolnej pary i wszystkie przyłączone elementy są takie
Speaker A
same, czyli jest jakaś symetria. Ewidentnie tak jest w przypadku metanu, czyli on dipolem nie jest, nie był i nigdy nie będzie. No znaczy nigdy nie będzie, to też za dużo powiedziałem.
Speaker A
Może być kiedy będzie miał dogodne warunki do tego. W sensie wyindukuje się w nim ten dipol, ale normalnie go nie ma. Jak popatrzycie sobie na amoniak, to tutaj jest właśnie typowy przykład dipola, czyli jest sobie cząsteczka, która ma z jednej strony elektroujemny
Speaker A
atom, bo azot bodajże miał 2,5 elektroujemności, sorry, ale po prostu nie pamiętam. A wodor 2. W każdym razie jest spolaryzowane wiązanie albo trzy, coś takiego. W każdym razie ładunek ujemny będzie się tutaj gromadził. Tu będą minusy, a tu zostaną
Speaker A
nam plusy przy tych wodorach, więc generalnie amoniak tym dipolem będzie. No ale właśnie co z fosforowodorem? Bo wiecie, elektroujemność tutaj jest praktycznie taka sama. Ten ma 21 i ten ma 21, czyli wiązanie nie jest spolaryzowane, czyli nie będzie dipolem. A właśnie, że
Speaker A
będzie, bo w momencie dipolowym najważniejsza jest ta asymetria cząstki i wystarczy, że fosfor jest z jednej strony i wodor jest z drugiej. Co więcej, w porównaniu do cząsteczki metanu ten fosforowodór jest taki bardziej pociągły, wyciągnięty. Dlatego moment dipolowy jak najbardziej będzie w
Speaker A
jego przypadku i nawet większy niż w tym, który ewidentnie wskazuje na to, że będzie dipolem, bo z jednej strony jest węgiel, który ma elektrojemności nie pamiętam ile, ale mniej niż tlen. W każdym razie też będzie dipolem, ale co ciekawe ma mniejszy moment
Speaker A
dipolowy niż fosforowodu. Widzicie? A tutaj nie ma spolaryzowanego wiązania, więc nie mylcie polaryzacji wiązania z momentem dipolowym. Pokażę wam jeszcze inne cząstki, które wydawać by się wam mogło nigdy w życiu dipolami nie będą, a są. Teraz tak popatrzcie na to w ten
Speaker A
sposób. Nawiążę na chwilę do organicznej. Weźmy sobie y tak benzen. No to na bank wiadomo, że on dipolem nie będzie, prawda? Weźmy sobie yyy boot 2n.
Speaker A
CH2, sorry, CH3 tutaj będzie CH podwójne CH i CH 3. No symetria jest i polem nie będzie nigdy. Ale popatrzcie już tak jakbym do tego benzenu coś dołączył, a niekoniecznie polarnego, choćby i grupę metylową. Toluen jest dipolem. Moi
Speaker A
drodzy, jak najbardziej to Luen jest dipolem. Moment dipolowy jakiś ma, bo już cząsteczka jest asymetryczna. Już te elektrony częściej będą biegać wokół tego węgla, bo tam jest po prostu taki przyczułek, tak? I i mielibyśmy w tym kierunku ładunek ujemny. A jeszcze
Speaker A
ciekawsze wam pokażę, jak macie sobie but 2N, weźmy sobie but 1N. też jest lipolem. A dlaczego? Dlatego, że długość wiązania podwójnego jest między węglem a węglem jest inna niż długość wiązania pojedynczego. Co sprawia, że tu jest trochę więcej,
Speaker A
znaczy te węgle są bliżej siebie niż tu, niż po prawej stronie i dlatego już będzie przesunięcie tej chmury elektronów w stronę lewą. Dlatego tu już będzie taki minimalny ujemny ładunek po lewej, a po prawej minimalny dodatnik, czyli jest i
Speaker A
polem. Widzicie? I wcale nie muszę tu mieć ani polarnych wiązań. Znaczy one są polarne w teorii, spolaryzowane, ale to nikt by nie przypuszczał, że węglowod są dipolami. A widzicie, są. To jako ciekawostki mam pytania widzę. Kiedy cząsteczka jest liniowa, kształt Kiedy
Speaker A
cząsteczka jest liniowa Dominika to nie ma momentu dipolowego. No właśnie widzisz Dominika, to jest różnie z tą liniowością to zależy, bo w sumie do liniowych zaliczyłbym jakieś z potrójnym wiązaniem. No generalnie nie ma też reguły. Jak jest liniowa, to często też
Speaker A
jest dipolem. Kiedy jest symetryczna, to nie jest, a kiedy jest liniowa, to może być. Na przykład CO jest liniowe, a jest dipolem. Dlaczego H2O2 jest dipolem?
Speaker A
Skąd wynikają różnice w miarach kątów między wodorami? Eliza to już ci pokazuję jak to wygląda Eliza, bo to jest tak nad tlenek wodoru. Trzeba sobie o hybrydyzacji powiedzieć jaka tam jest. Są tleny. Dobra. I teraz tak. Tam jest tak jak w wodzie, czyli mamy wolną
Speaker A
parę 1/2, wodór i normalne wiązanie. Tak, czyli SP y moi drodzy wszędzie jest SP3, czyli teraz trochę wyobraźni trzeba ruszyć. I tak to byłoby wszystko yyy jakby to ująć na nie na płaszczyźnie właśnie tak i bo jakby była
Speaker A
na płaszczyźnie wydawać by się mogło, że tu momentu dipolowego nie będzie. To będzie, moi drodzy tak, że tutaj by było to y załóżmy jakby wziąć kartkę i zgiąć, tak? I tutaj załóżmy w tym miejscu by ta kartka była
Speaker A
zgięta. O, dobra. Tu cyk. Właśnie coś takiego. Czyli widzicie, trochę kiepsko to narysowałem, ale jesteście, myślę, sobie w stanie wyobrazić. Taka zgięta kartka ode mnie.
Speaker A
Y, po prostu jakbym złapał teraz wziął do ręki kartkę i ją zgiął. Może wejdę na kamerę, to już wam lepiej nawet pokażę wtedy. Popatrzcie, o co chodzi z tym wodoru. To tak jakbym wziął, zgięł kartkę, tak i tutaj byłyby wodory, a tu
Speaker A
miałbym tleny, czyli będzie będzie dipol. Tak. Wróćmy do prezentacji. Jeżeli macie pytania, to proszę zadawajcie. Myślę, że mogę przejść dalej. Spokojnie. Dobrze. To teraz tak, skoro już mamy kształt opanowany, to można omówić wiązania międzycząsteczkowe. Zacznę od przeglądu.
Speaker A
Czym jest oddziaływanie międzycząsteczkowe? Pamiętacie mój schemat z ostatnich zajęć? Mamy sobie atom. Atomy mogą się łączyć w cząsteczki, a zarówno jedno, jak i drugie może przychodzić do jonu. No i generalnie jak mamy połączenie atomu z atomem, to jest
Speaker A
wiązanie kowalencyjne, jonu z jonem wiązanie jonowe, a cząsteczki już gotowej wiązanie międzycząsteczkowe. I one opierają się głównie na tych elektrostatycznych przyciąganiach. W zasadzie tylko na tym wyróżniamy trzy kategorie od najsilniejszego. Generalnie w przypadku mało cząsteczkowych związków wodorowe, potem jest dipol dipol i słabsze
Speaker A
Werwalsa, a metalicznie to jest metaliczne to jest inna bajka. Ja je omówię dokładnie na końcu.
Speaker A
Ja tut je wpisałem tylko żeby nie zapomnieć. Te trzy są ułożone według spadającej siły wiązań, a metalicznej jest osobno. Jeżeli chodzi o miarę tych oddziaływań, to jest nim najczęściej temperatura. jest nią najczęściej temperatura topnienia albo temperatura wrzenia. Wiązania wodorowe czym są? Ja
Speaker A
wam taką prostą definicję pokażę. Pierwsze musimy sobie założyć, że w naszej cząsteczce, która miałaby wytwarzać wiązania wodorowe, będą następujące grupy. Albo będzie H i O i tlen musi mieć przynajmniej jedną wolną parę. Albo H N to samo, albo H
Speaker A
F to samo. Przyjmijmy, że innych nie ma. Teraz tak, jeżeli mamy już cząstkę z taką grupą, to ona ma tendencję, może inaczej, ten wodór jest taki jak gdyby pozbawiony elektronu, wiecie, no ten tlen z racji dużej elektryjemności mu te
Speaker A
elektrony zabiera. No i ten wodor jest z tego powodu niepocieszony. Kiepsko się generalnie, więc czuje się sam i musi sobie znaleźć jaką jakąś parę elektronów w zamian. No i co się dzieje? Po prostu inna cząsteczka z tej samej grupy
Speaker A
dysponując wolną parą przy tym elektremnym atomie mu ją udostępni. I tak będzie na przykład tutaj, że przyjdzie azot z innej cząsteczki i udostępni mu wolną parę elektronową, tworząc wiązanie wodorowe. Przykłady praktyczne popatrzcie no choćby na wodę. U spotykając drugą wodę będzie
Speaker A
wyglądało to tak, że jest tutaj, tutaj wodór, wodór, wolna para, jedna. No i tworzy się wiązanie wodorowe między dwiema cząsteczkami wody i one się układają w takich dużych skupiskach, przez co woda ma temperaturę topnienia, przepraszam, wrzenia 100 stopni Celjusza około. A siarkowodór,
Speaker A
który jest bardzo do niej podobny, ale wiązań wodorowych nie wytwarza, ta temperatura jest u niego wielokrotnie niższa. Inne przykłady wiązań wodorowych to na przykład w aminach będą, w amoniaku, a takie ciekawe jest w kwasie karboksylowym. Tam jest podwójne na
Speaker A
cząsteczkę, to fajne nawet wygląda. Weźmy sobie mrówkowy. A niech będzie mrówkowy. C o i on będzie wodorowet tworzyć z drugim mrówkowym. Tak, będą na zakładkę się łączyć ze sobą.
Speaker A
Proszę, tutaj jest wolna para i tu jedno wodorowe, a tu drugie wodorowe. Co więcej, jak pewnie niektórzy spośród was się domyślili, jak mamy kwasy dikarboksylowe, to one będą tworzyć takie wiązanie w łańcuszek, tak jakby to był na przykład sztawiowy kwas
Speaker A
albo winowy, to wtedy jedna grupa karboksylowa za drugą by się łączyły właśnie w takie duże tandemy, co sprawia, że one mają jeszcze wyższe temperatury wrzenia i topnienia niż ich koledzy z jedną grupą karboksylową.
Speaker A
Dobrze, to tyle myślę o wiązaniu wodorowym. Teraz tak, zróbmy sobie może jakiś praktyczny przykład. Jak już jesteśmy przy tym kwasie mrówkowym, to przeprowadźmy jego redukcję. Albo nie, inaczej, weźmy metanol. Właśnie metanol będzie też tworzyć wodorowe, bo to jest tak CH3 i
Speaker A
tu jest OH. i utleniamy go. Pierwsze utlenianie prowadzi nam do powstania aldehydu mrówkowego. I teraz tak moi drodzy, mimo że w jednej cząsteczce mamy i wodór, i tlen, ale to jest za mało, żeby tworzyć wiązanie wodorowe, więc jedyne co to on
Speaker A
będzie dipolem, czyli tu będzie miał biegun ujemny, a tutaj będzie biegun dodatni. Stąd jakbym miał na wykresie rozpisywać temperatury wżenia, to tutaj będzie jakaś określona, tu nam spadnie, ale potem jak się utleni do kwasu karboksydowego, do kwasu mrówkowego, to mielibyśmy
Speaker A
wtedy jeszcze większy wzrost, bo tutaj są dwa wiązania wodorowe na cząsteczkę, tak jakbym tu miał temperaturę wrzenia. rozpisać. Widzicie, to jest pierwsze utlenianie, a to drugie tego metanolu. I tutaj jest wiązanie dipol dipol. Właśnie oddziaływanie dipol dipol, że jest tylko dipolem, a nie może
Speaker A
wodorowego zwier zrobić. I tak z innych organicznych przykładem byłby na przykład aceton. Tu jest CH3 normalnie i tutaj tak samo, prawda? I tu ma ten biegun ujemny, a tu biegun dodatni. Jest dipolem, ale nie tworzy wiązań wodorowych. przykładów
Speaker A
można było mnożyć tak naprawdę to jest to oddziaływanie dipol dipol dipol indukowany to jest to o czym wam wcześniej mówiłem czyli coś takiego że on powstaje pod wpływem zewnętrznego ładunku tak jak gwóźdź się magnesuje pod wpływem magnesu w biologii wiązanie wodorowe,
Speaker A
jeszcze tyle wam przypomnę uczestniczy w wielu w tworzeniu wielu związków biologicznie istotnych jak na przykład jak na przykład białe stabilizuje strukturę drugorzędową białka, kwasy nukleinowe, a przede wszystkim wodę, prawda? I właściwości wody, dzięki którym zawdzięczamy życie, są właśnie wywołane wiązaniami
Speaker A
wodorowymi. Przejdźmy dalej. Teraz tak, siły Wanderwalsa, bo ich zrozumienie na pewno może wam sprawić jakieś problemy. Tutaj po prawej jest portret tego pana. Co to jest?
Speaker A
Prostym językiem wam powiem. No to wiadomo, one się jeszcze dzielą na jakieś tam podklasy czy coś takiego, te siły Londona i tym podobne. Ja tego tak nie analizuję, bo to nie o to chodzi.
Speaker A
Pamiętajcie o tym, że to jest w momencie, w którym mamy cząsteczki, które normalnie dipolami nie są, ale generalnie wystarczy jakiś tam impuls nawet z daleka elektryczny, cokolwiek, jakieś tam zawirowanie środowiska mniejsza z tym, to już sprawi, że tutaj
Speaker A
pojawi się jakaś indukcja tego dipola, prawda? po tej prawej stronie będzie załóżmy jakiś ujemny ładunek, to od razu tu się wytworzy dodatni i druga cząstka zanim zrobi to samo. Tak, mamy taką kaskadę, w której jeden dipol indukuje drugi i wtedy dopiero mamy przyciąganie
Speaker A
i to są te siły Wanderwalsa, czyli między indukowanymi dypolami, kiedy one są najsilniejsze, wtedy, kiedy cząstki są największe, najdłuższe. Tak, najdłuższe, bo wtedy wystarczy mała zmiana ładunku, żeby ten dipol był naprawdę konkretny.
Speaker A
Dlatego jak macie związki wielkocząsteczkowe to one mają wysokie temperatury topnienia nawet jak nie są i wżenia nawet jak w ogóle nie są polarne dla ani nie są dipolami naturalnie bo u nich te siłyvalsa są bardzo wysokie białka na przykład związki
Speaker A
wielkocząsteczkowy tam też siły Wanderwalsa biorą w tym znaczny znaczny udział i teraz jako podsumowanie pokażę wam temperatury wrzenia u wodorków wodorków czterech grup i kilku okresów zrobili sobie tak z pamięci to będę rysować, więc nie będzie to dokładny rysunek, ale weźmy
Speaker A
sobie okres. Tu będzie d 3 c pi i 6 do szóstego to bodajże było. No i teraz tak, co my tutaj mielibyśmy? Zacznijmy sobie od grupy 14. tam wodorki na bazie metanu, czyli CH4 i tak dalej, si tym
Speaker A
podobne, one nie są w ogóle dipolami tam. Jedyne co to będą brały udział w ich jak gdyby oddziaływaniach siły Wanderwalsa. Dlatego wraz ze wzrostem masy atomowej rośnie też wielkość atomu, więc rośnie wielkość cząsteczki, to też ta temperatura będzie tam mniej więcej
Speaker A
liniowo rosnąć, temperatura wrzenia. Tak. Tutaj macie metan i on, tu jest metan, tu krzemowodór i tak dalej. Następnie jak weźmiemy sobie grupę 15, tam mamy amoniak i on tworzy wiązania wodorowe, stąd taki nagły skok tej temperatury, a potem znowu spawek. I tu
Speaker A
już nie ma wiązań wodorowych, tylko są te dipol, dipol i dodatkowo jeszcze dochodzą związane z rozmiarem cząstki.
Speaker A
ten dipod jest mocniejszy i też jest wzrost. Potem mamy wodę i inne wodorki z szóstej grupy, z 16 i to jest najwyższa ta temperatura, ale potem jest taki duży spadek na H2S i potem znowu wzrost liniowy. I teraz fluorowodór, mimo że on
Speaker A
jest bardziej polarny, w sensie to ten moment dipolowy powinien być większy w jego przypadku niż w wodzie, ale on nie ma tak fajnie, że ma jeden wodór na jedną parę. W sensie woda ma 2 na dwa, tak? Czyli dwa wiązania wodorowe tworzy
Speaker A
na cząsteczkę. On tylko jedno. I to wygląda tak, że tu jest ta temperatura taka. Tutaj chyba jakoś było nieco wyżej, ale szczerze nie pamiętam, nie?
Speaker A
Chyba odwrotnie. Chyba odwrotnie było, że ten chlorowodór jeszcze miał nieco niższą niż to. Później to przewyższało jakoś. To są detale, wiecie, ale chodzi o to, że tu mamy wiązania wodorowe, tutaj są dipolowe, a tutaj werwalsy tylko w przypadku
Speaker A
żółtego. Tak to generalnie wygląda. No i teraz na deser wiązanie metaliczne. Czym jest wiązanie metaliczne? Jest to wiązanie prawie jak jonowe, ale prawie robi wielką różnicę.
Speaker A
Chodzi o to, że zamiast kationów i anionów mamy kationy i elektrony. Te elektrony biorą się po prostu z tego, że odpadają od atomów, prawda, i krążą sobie wolno jako gaz elektronowy. To, czyli taki, prawda, zdezorganizowany twór. To zapewnia właśnie metalom ciekawe
Speaker A
właściwości. Przede wszystkim przewodnictwo elektryczne, bo ten gaz elektryczny, gaz elektronowy można uporządkować, można nadać ukierunkowany przepływ.
Speaker A
Ponadto mają wysoką wytrzymałość mechaniczną, bo te elektrony są tak rozlane na całą strukturę, że spajają to w całość. Poza tym metale są kowalne, ciągliwe, czyli można właśnie dzięki tym ten gaz ten elektronowy to zapewnia, że jest pewna jak gdyby możliwość
Speaker A
naruszenia tej struktury bez uszkodzenia większego metalu. Metale też odbijają światło. Dlaczego? Dlatego, że idzie sobie taki foton, tak jak mój wskaźnik pierwszy teraz, no i trafia na taki elektron, który tutaj sobie lata w tym gazie. No i on go po prostu odbija i
Speaker A
generalnie ten yyy foton wraca z powrotem do obserwatora. Widzimy to jako odbijanie światła. Też fotoemisja, czyli emisja fotonów jest z tym związana, że jak za bardzo je wzbudzimy, te elektrony, to wtedy będzie będzie dochodzić do przejść z elektronów z
Speaker A
wyższych powłok na niższe. No mniejsza z tym. W każdym razie będzie też emisja fotonów. No i przewodnictwo cieplne metali. To jest tak, że wtedy mamy to drganie tych zrębów atomowych, czyli pozbawionych elektronów kationów i jak ono jest, ono może być przekazywane z
Speaker A
jednego na drugi, czyli przewodnictwo cieplne też mamy. O zjawisku nadprzewodnictwa powiem wam tylko tyle, że jest tak, że jak bardzo zniżymy temperaturę, to wtedy te elektrony łączą się w pary i jak gdyby zanika opór elektryczny. To tak tylko na marginesie,
Speaker A
bo to jest fizyka zainteresowanych odsyłam do artykułów na ten temat. miara sił tego wiązania. Pamiętajcie jedno, wiązanie metaliczne jest tym silniejsze, im większy ładunek kationu i im mniejszy promień jonowy, bo jak jest większy ładunek kationu, to więcej elektronów wtedy lata wszędzie dookoła,
Speaker A
a im mniejszy promień, tym jak gdyby te kartiony i elektrony są się sobie bliżej. Dlatego wted też będzie wtedy najsilniejsze to wiązanie. Rekordzistami są pierwiastki, ja pamiętam osm i okolice osmu, Wolfram i tym podobne.
Speaker A
Mają bardzo wysokie temperatury wrzenia i topnienia. Są bardzo trwałe, wytrzymałe mechaniczne mechanicznie. No i generalnie mają szereg korzystnych typowych dla metali właściwości. Moi drodzy, proszę teraz was o zadawanie mi pytań. Jestem do dyspozycji jeszcze przez parę minut. Nie
Speaker A
krepujcie się. Bardzo ciekawa rodzina. Ktoś rzucił rysunek. Natalia M. Super. Właśnie o to mi chodziło. I tu macie wszystkie hybrydyzacje. To jest ten link na czacie, co jest teraz na górze.
Speaker A
Kliknijcie sobie w ten link i tam właśnie można zobaczyć hybrydyzację i kształty w zależności od liczby wolnych par elektronowych.
Speaker A
Jeszcze przez kilka minut jestem do waszej dyspozycji. Poprzednia współlokatorka, znaczy się lokatorka. Okej. Dobrze, widzę jest pytanie. Sławek, dlaczego nie zawsze wiązanie wodorowe, kiedy cząsteczka jest dipal? Właśnie dlatego, Sławek, że ona musi mieć taką grupę wodór, tlen, wodór
Speaker A
azot albo wodór fluor. Wtedy masz wiązanie wodorowe, bo wodór musi być pozbawiony elektronów. Musi mieć je ściągnięte przez jakiś elektroujemny atom. Okej?
Speaker A
I dopiero wtedy macie wiązanie wodorowe. Czy wiązanie wodorowe może się również tworzyć między atomem wodoru a atomem siarki? Właśnie to nie ma takiej możliwości. Z siarką zakładamy, że już wodorowego nie ma. Powiedz o tym trójkącie równobocznym i równoramiennym w budowie cząsteczki.
Speaker A
Kutiku. Trójkąt równoboczny jest wtedy, jak masz hybrydyzację SP2, nie ma wolnych par. A równoramienny, czyli ten nierównoboczny jest wtedy, jak masz hybrydyzację SP2 i jest jedna wolna para, albo SP3 i są dwie wolne pary, tak jak w cząsteczce
Speaker A
wody albo tlenku siarki ctery, a równoboczny jest tlenek siarki 6. Proszę o zadawanie pytań.
Speaker A
Jeszcze przez chwilę będę do waszej dyspozycji. Dobrze, widzę, że pytań póki co brak, także chciałem wam bardzo podziękować za dzisiejsze zajęcia. Za tydzień powinny się one odbyć o stałej porze. Możliwe, że zmienię godzinę i dzień, ale poinformuję was o tym z
Speaker A
wyprzedzeniem. Tymczasem jeszcze raz wam dziękuję. Zapraszam na kolejne. Pamiętajcie, że zawsze będą darmowe. Do zobaczenia na darmowych korepetycjach.
Speaker A
Trzymajcie się i do zobaczenia. Cześć.
Topics:chemiahybrydyzacjawiązania międzycząsteczkowewiązanie wodorowesiły Van der Waalsawiązanie dipol-dipolwiązanie metaliczneorbital atomowygeometria cząsteczekdarmowe korepetycje
