Download - CHE 02: Chemicka vazba
![Page 1: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/1.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz CHEMICKÁ VAZBA
Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz
Jan Grégr –Martin Slavík
CHE 02
Obsah
Druhy chemické vazby
Vazba kovalentní
Vazba iontová
Vazba koordinačně kovalentní
Vazba kovová
Vlastnosti sloučenin
Mezimolekulární síly
![Page 3: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/3.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
H2O
CHEMICKÁ VAZBA Jedná se o vzájemnou interakci
elektronových obalů atomů
![Page 4: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/4.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
H2O
CHEMICKÁ VAZBA Z volných atomů vznikají
molekuly
![Page 5: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/5.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHEMICKÁ VAZBA Chemická vazba představuje velké síly působící mezi
atomy
Dává nižší energii systému volných atomů (vyšší
stabilitu)
![Page 6: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/6.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Atomy jsou jen zřídkakdy
schopny samostatně existovat,
ale spojují se navzájem, a to
buď atomy stejného druhu a
nebo různé atomy ve stabilní
složitější útvary - molekuly.
Chemická vazba
![Page 7: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/7.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Příčinou soudržnosti atomů
v molekulách jsou značně
veliké valenční síly
chemická vazba
Chemická vazba
![Page 8: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/8.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz Vznik chemické vazby vysvětlíme z pohledu
energetických změn takto:
k chemickým změnám dochází v případě,
že výsledkem jsou energeticky stabilnější
produkty, než látky výchozí.
Chemická vazba
![Page 9: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/9.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Na chemické vazbě se podílí tzv.
valenční elektrony, t.j. elektrony, které
jsou umístěny ve vnější elektronové
vrstvě – valenční vrstvě.
Chemická vazba
![Page 10: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/10.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Pravidlo, vysvětlující vznik chemických
sloučenin je založeno na stabilní
elektronové konfiguraci vzácných plynů
– oktetové pravidlo.
Chemická vazba
![Page 11: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/11.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Podle tohoto pravidla mají atomy tendenci se slučovat prostřednictvím předávání nebo sdílení elektronů tak, aby se dostaly na elektronovou konfiguraci nejbližšího vzácného plynu.
Chemická vazba
![Page 12: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/12.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Podle toho, jakým způsobem získají atomy
nejstabilnější elektronovou konfiguraci,
rozlišujeme několik typů vazeb:
• vazbu iontovou,
• vazbu kovalentní, (zvláštním případem je vazba koordinační)
• vazbu kovovou.
Chemická vazba
![Page 13: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/13.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Chemická vazba
Jak se mění elektronegativita
v periodické tabulce?
![Page 15: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/15.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Chemická vazba
Elektronegativita je ale pouze modelová vlastnost, každý autor ji počítá z jiných zdrojů
Pauling
Mulliken
Allred - Rochov
Sanderson
disociační energie vazeb
ionizační energie + elektronová afinita
poloměr + efektivní náboj jádra
objem atomu
![Page 16: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/16.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Chemická vazba
Proto budeme typ vazby posuzovat jen podle toho zda je vazba mezi atomy
Elektronegativita je ale pouze modelová vlastnost, každý autor ji počítá z jiných zdrojů
kovu
nekovu
kovu
kovu nekovu
nekovu
a a a
![Page 17: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/17.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Chemická vazba
KOVY
NEKOVY
POLOKOVY
![Page 18: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/18.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Chemická vazba
malý rozdíl
elektronegativit
atomů nekovů
Kovalentní vazba
![Page 19: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/19.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Chemická vazba
Kovalentní vazba
společné elektronové páry
nenabité molekuly
![Page 20: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/20.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Chemická vazba
velký rozdíl
elektronegativit
atomů kovů a
nekovů
Iontová vazba
![Page 21: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/21.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Chemická vazba
Iontová vazba přesun elektronů
vznik iontů
![Page 23: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/23.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz je založena na předávání elektronů a následném
působení elektrostatických sil.
Uplatňuje se v případech, kdy se spojují atomy kovu a atomy nekovu např.:
Na – 1 e– Na+
konfigurace Ne z 1s2 2s2 2p6 3s1 odštěpením elektronu 3s1
F + 1 e– F–
konfigurace Ne dosáhneme přidáním elektronu do orbitu 2p
Na+ + F– NaF
Iontová vazba
![Page 25: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/25.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
o jednotlivých molekulách
– dvojicích iontů,
které k sobě jednoznačně patří,
můžeme hovořit pouze tam,
kde jsou molekuly daleko od sebe,
tedy v plynné fázi
Iontová vazba
![Page 26: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/26.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Každý ion je obklopen určitým počtem
opačně nabitých iontů a vytváří tak
iontový krystal,
který můžeme považovat za
makromolekulu.
Iontová vazba
![Page 27: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/27.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Při rozpouštění ve vodě nebo
v tavenině se ionty uvolňují
a mohou se volně pohybovat.
Výsledný roztok nebo
tavenina vede díky volnému
pohybu iontů elektrický
proud.
Iontová vazba
![Page 28: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/28.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz elektrostatické síly mezi ionty jsou veliké
iontové krystalické látky jsou poměrně
tvrdé, mají vysoké body tání a body varu
a jsou poměrně křehké.
Iontová vazba
![Page 29: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/29.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Teploty tání iontových látek?
látka Ttání °C
NaCl 801
CaF2 1360
CaO 2580
Fe2O3 1565
![Page 30: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/30.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
iontové sloučeniny jsou jen
nepatrně rozpustné
v organických rozpouštědlech,
ale většinou se
dobře rozpouští ve vodě a
dalších polárních
rozpouštědlech
Iontová vazba
Rozpustnost NaCl ve vodě je cca 36 g na 100 g vody
![Page 31: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/31.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Iontová vazba
Příklady látek:
kuchyňská sůl – chlorid sodný – NaCl
chlorid draselný,
chlorid stříbrný,
fluorid litný,
oxid vápenatý,
oxid hlinitý
![Page 32: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/32.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Iontová vazba
KUCHYŇSKÁ SŮL – HALIT – CHLORID SODNÝ
![Page 33: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/33.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Iontová vazba
FLUORID VÁPENATÝ – KAZIVEC – FLUORIT
![Page 34: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/34.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Iontová vazba
UHLIČITAN VÁPENATÝ – KALCIT – VÁPENEC
![Page 35: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/35.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz Kovalentní vazba je založena na sdílení
elektronového páru, na jehož vzniku se podílí
každý atom jedním elektronem.
Uplatňuje se mezi atomy nekovových
prvků,
nejjednodušší je příklad molekuly vodíku:
H2 H:H H-H,
další jednoduché příklady: Cl2, HCl, NH3 ...
Kovalentní vazba
![Page 36: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/36.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Kovalentní vazba
• Sdílením dvou případně tří elektronových párů vzniká mezi atomy vazba dvojná nebo trojná: O=O, O=C=O, NN, každý atom má díky společnému sdílení elektronů konfiguraci vzácného plynu.
• Počtem vazebných dvojic je určena t.zv. vaznost atomu, což je důležitá charakteristika každého atomu prvku.
![Page 37: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/37.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Sdílené elektrony
Volné nepárové elektrony Sdílený elektronový pár
Kovalentní vazba
![Page 38: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/38.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
• výsledkem kovalence jsou pravé molekuly, nikdy částice s nábojem – ionty
![Page 39: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/39.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz nevedou
elektrický proud ani
v roztaveném stavu
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
![Page 40: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/40.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
mezimolekulární
síly jsou slabé, takže obecně mají tyto sloučeniny relativně nízké body tání a varu
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
![Page 41: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/41.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz nízkomolekulární
látky s kovalentní vazbou se dobře rozpouštějí
v nepolárních organických rozpouštědlech
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
![Page 42: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/42.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Příklady látek:
halogeny, kyslík, dusík, jejich vzájemné sloučeniny většina organických látek – cukry, tuky, oleje, bílkoviny…
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
![Page 43: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/43.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
zcela rozdílné vlastnosti mají sloučeniny
polymerního charakteru s kovalentní vazbou,
např. diamant, je modifikací uhlíku
s kovalentními vazbami, ale má nejvyšší
tvrdost ze všech materiálů a velmi vysoký
bod tání cca 3650ºC, což je způsobeno
síťováním - tedy vytvořením polymerní
prostorové mřížky, celý krystal má potom
charakter obrovské molekuly
podobně se chová i elementární bór, karbid
bóru, karbid křemíku, oxid křemičitý …
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
![Page 44: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/44.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
DIAMANT
![Page 45: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/45.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
KŘEMEN – SiO2
![Page 46: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/46.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz • makromolekuly s vrstevnatou strukturou
např. grafit sice nemají vysokou tvrdost, ale vyznačují se též vysokým bodem tání),
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
GRAFIT
![Page 47: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/47.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz • makromolekuly lineární jsou základem
chemických vláken
Vlastnosti látek s kovalentní vazbou
![Page 48: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/48.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Koordinačně kovalentní vazba
• Zvláštním případem kovalentní vazby je
taková, v níž oba elektrony sdíleného
páru dodává pouze jeden atom.
• Nazývá se koordinačně kovalentní
vazba, koordinační vazba, dativní vazba
nebo donor-akceptorová vazba.
![Page 49: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/49.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz • Atom, který poskytuje oba elektrony je
donor (dárce),
• atom, který elektronový pár přijímá je
akceptor (příjemce).
• Př.: NH3 + H+ NH4+, K3[Fe(CN)6],
[Ag(NH3)2]+, H[AuCl4], [Au(CN)4]
–
• Mohou se tak vytvořit sloučeniny, které by
jinak nevznikly (rozpouštění zlata,
ustalování fotografií, likvidace kyanidů …
Koordinačně kovalentní vazba
![Page 50: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/50.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
• Jakmile se koordinačně kovalentní
vazba vytvoří, není ji možné podle
vlastností sloučenin odlišit
od ostatních vazeb.
• Vazby tohoto typu se vyskytují
v komplexních – koordinačních
sloučeninách.
Koordinačně kovalentní vazba
K3[Fe(CN)6]
![Page 51: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/51.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Vznik amonné soli NH4Cl
nevazebný
elektronový
pár
prázdný
elektronový
orbit
vazebný elektronový
pár
Koordinačně kovalentní vazba
![Page 52: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/52.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
modely
BF3–NH3
Koordinačně kovalentní vazba
![Page 54: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/54.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Polární kovalentní vazba
• Pokud jsou kovalentní vazbou
spojeny dva stejné atomy H2, Cl2,
O2, N2, přitahují oba atomy
sdílené elektrony stejnou měrou,
rozložení elektrických nábojů je
rovnoměrné, vazba je nepolární.
![Page 55: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/55.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
• Pokud jsou kovalentní vazbou
spojeny dva různé atomy, sdílení
elektronů není rovnoměrné,
protože žádné dva prvky nemají
stejnou tendenci přitahovat
elektrony – stejnou
elektronegativitu.
Polární kovalentní vazba
![Page 56: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/56.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz • Důsledkem nerovnoměrného rozložení
elektronů je polární charakter vazby,
molekula se chová jako permanentní (stálý)
dipól. Atom s vyšší elektronegativitou
získává parciální (částečný) záporný náboj,
a naopak atom s nižší elektronegativitou
získává parciální kladný náboj.
• Př.: H F Hd+–Fd-
HOH Hd+–Od-–Hd+
Polární kovalentní vazba
![Page 57: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/57.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
• Polární kovalentní vazbu můžeme považovat
za přechodný typ, tedy částečně kovalentní,
částečně iontový charakter.
• Stupeň polarity se číselně vyjadřuje
dipólovým momentem, který je dán
součinem parciálního náboje a délky vazby
pro dvouatomové molekuly, u víceatomových
molekul je výsledný dipólový moment dán
vektorovým součtem dipólových momentů
jednotlivých vazeb.
Polární kovalentní vazba
m=Q∙ l
![Page 58: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/58.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
není
dipól
dipól
CF4 je nepolární CHF3 je polární
HCl je polární
Polární kovalentní vazba
![Page 59: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/59.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz Nepolární molekuly Polární molekuly
N2
CH4
SF6
H2O
HF
NH3
Polární kovalentní vazba
![Page 60: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/60.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Chemické vazby
Nepolární kovalentní vazba Polární kovalentní vazba
Iontová vazba
Rozložení elektronové hustoty podle druhu vazby
![Page 61: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/61.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Kovová vazba
• 80 % známých prvků jsou kovy.
• Vazebné síly vyplývají ze vzájemného
působení tzv. delokalizovaných
elektronů a kovových kationtů.
![Page 62: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/62.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz • V krystalické mřížce kovu jsou
umístěny jednotlivé kationty, které
jsou obklopeny volně pohyblivým t.zv.
elektronovým plynem - mrakem.
Kovová vazba
![Page 63: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/63.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz modely
pohyb
elektronů
Kovová vazba
![Page 64: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/64.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz Nejdůležitější vlastnosti
kovů:
• vysoká elektrická a tepelná vodivost, která je umožněna volně pohyblivými elektrony
Kovová vazba
Rezistivita (Ω·mm2/m): Ag = 0,016 Al = 0,0263 Fe = 0,165 Cu = 0,0172 Zn = 0,059 Au = 0,022 Sn = 0,114 W = 0,049
![Page 65: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/65.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Nejdůležitější
vlastnosti kovů:
• kujnost a tažnost
Kovová vazba
![Page 66: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/66.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Nejdůležitější vlastnosti kovů:
• vysoký lesk – volně pohyblivé elektrony nejsou fixovány na specifických energetických hladinách a jsou schopné pohlcovat a emitovat světlo všech vlnových délek.
Kovová vazba
![Page 67: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/67.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz model elektronového plynu – volně
pohyblivé elektrony působí jako tmel mezi kationty v mřížkových pozicích, se zvyšující se teplotou roste vibrační pohyb skeletu a tok elektronů je stále výrazněji brzděn.
Elektrická vodivost kovů proto s rostoucí teplotou klesá
Kovová vazba
![Page 68: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/68.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
pásový model – vyplývá z teorie
Molekulárních orbitů (MO) – atomové
orbitaly vázaných atomů se kombinují
a rozštěpí se jejich energetické hladiny.
U kovů v těsném uspořádání dojde touto
kombinací orbitalů všech atomů
k vytvoření pásů z nerozlišitelných hladin.
Kovová vazba
![Page 70: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/70.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
OCEL LITINA
(kujné železo) pod 2 % C nad 2 % C
tvárné, kujné křehké
![Page 71: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/71.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Moderní obecné teorie chemické vazby
teorie hybridizace
vysvětlí prostorové uspořádání molekul
teorie molekulárních orbitů
vysvětlí energetické
poměry molekul
![Page 72: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/72.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus
von Hohenheim – Paracelsus (*1493 Einsiedeln - 1541 Salzburg)
sůl
síra rtuť
Každá látka má v sobě něco z principů síry, rtuti a soli
Vlastnosti látek v závislosti na vazbě
![Page 73: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/73.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Vlastnosti látek v závislosti na vazbě
![Page 74: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/74.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Vlastnosti látek v závislosti na vazbě
![Page 75: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/75.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Vazebné parametry
délka vazby
energie vazby
prostorové uspořádání
• stovky pm
• stovky kJ/mol
• pravidelné využití prostoru
![Page 76: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/76.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Délka vazby závisí
• na velikosti atomů
• na rozdílu jejich elektronegativit
• násobné vazby jsou kratší
H – H 74 pm H – F 92 pm C – N 147 pm
Cl – Cl 199 pm H – O 96 pm C = N 138 pm
I – I 267 pm H – N 101 pm C N 116 pm
H – H Cl – Cl I – I
![Page 77: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/77.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Energie vazby závisí
• na velikosti atomů
• na rozdílu elektronegativit atomů
• násobné vazby mají vyšší energii
• čím kratší vazba, tím vyšší energie
H – H 432 H – F 565 C – N 305
Cl – Cl 240 H – O 460 C = N 615
I – I 149 H – N 390 C N 890
kJ/mol
![Page 78: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/78.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz Pravidelné rozdělení prostoru okolo atomu
pro vazebné i nevazebné elektrony
Základní prostorové tvary molekul
lineární
lomená
plošná
tetraedr
trojboká bipyramida
oktaedr
Prostorové uspořádání vazeb
![Page 81: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/81.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Prostorové uspořádání vazeb
lineární – CO2, HCN
lomená – H2O, NO2
plošná – uhličitan, dusičnan
trojboká pyramida – NH3
tetraedr – CH4, SiF4
trojboká bipyramida – PCl5
oktaedr – SF6
![Page 82: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/82.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz Nevazebné interakce jsou síly
působící mezi molekulami.
V některých případech mohou
působit i uvnitř molekul.
Jsou mnohem slabší než chemické
vazby, jejich velikost určuje, zda je
látka při určité teplotě v plynném,
kapalném či pevném stavu.
Mezimolekulární síly – nevazebné interakce
![Page 83: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/83.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Rozlišujeme dva základní typy
nevazebných interakcí:
vodíkové vazby
a van der Waalsovy síly
Mezimolekulární síly – nevazebné interakce
![Page 84: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/84.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz vodíková vazba se vyskytuje
v případech, kdy je vodíkový atom
kovalentně vázán
s elektronegativním atomem:
H2O, HF, HCl ...
Vodíkové vazby ovlivňují některé
fyzikální vlastnosti – zvyšují body tání,
body varu...
Vodíková vazba
!
![Page 85: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/85.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Vodíková vazba
NHH H
OH H
FH
Nevazebné elektronové páry
![Page 86: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/86.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4
H2O
H2S
H2Se
H2Te
Vodíková vazba
bod varu °C
HF
HCl HBr
HI NH3
PH3
AsH3 SbH3
vliv vodíkové vazby na body varu
![Page 87: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/87.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Vodíková
vazba mezi
molekulami
vody
led voda pára
vodíková
vazba
Vodíková vazba se projevuje nejvíce v tuhém stavu,
méně v kapalném a mizí v plynném stavu
Její síla závisí na vzdálenosti molekul
Vodíková vazba
![Page 88: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/88.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
• van der Waalsovy síly jsou síly
elektrostatické povahy, které se uplatňují
mezi polárními molekulami:
dipól-dipólová interakce,
indukční efekt mezi polární a nepolární
molekulou,
dispersní efekt molekul bez trvalého dipólu
daný vzájemným odpuzováním a
přitahováním elektronových obalů a jader
atomů při pohybu elektronů
Van der Waalsovy síly
![Page 89: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/89.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
• jsou asi 10x slabší než vodíkové vazby,
uplatňují se jen v kapalném a tuhém stavu,
když je minimální vzdálenost molekul.
Na jejich základě lze vysvětlit vzájemnou
mísitelnost či rozpustnost látek a jevy
na rozhraní fází - povrchové napětí.
• Dispersní síly mezi molekulami jsou tím
větší, čím jsou těžší molekuly, mezi nimiž
působí.
• Jejich energie je v rozmezí 0,1 – 5 kJ/mol.
Van der Waalsovy síly
![Page 90: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/90.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
• Polární síly závisí na velikosti dipólového
momentu a existují v rozsahu 5–20 kJ/mol.
• Vodíková vazba závisí na rozdílu
elektronegativit atomů vůči vodíku a také
na možnosti vzájemného přiblížení
molekul, rozsah hodnot 5–50 kJ/mol.
Van der Waalsovy síly
![Page 92: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/92.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Nevazebné interakce
C5H12
pentan 2,2-dimethylpropan
interakce přes větší povrch
vyšší nevazebné síly
vyšší bod varu
36,4 °C
interakce přes menší povrch
nižší bod varu
9,7 °C
stejná
hmotnost
molekuly
![Page 93: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/93.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Body varu a
body tání látek
Rozpustnost
látek Povrchové
napětí látek
Význam nevazebných interakcí
![Page 94: CHE 02: Chemicka vazba](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050907/55864c7cd8b42a34158b468b/html5/thumbnails/94.jpg)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
Děkuji za pozornost
Příští přenáška:
Chemické názvosloví
Chemické výpočty