hemijska veza elektronska teorija valence hemija 1/08_hemijska... · hemijska veza elektronska...
TRANSCRIPT
HEMIJSKA VEZA
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
U stvaranju hemijske veze među atomima učestvuju samo elektroni u najvišem energetskom nivou ‐ valentni elektroni
Kovalentna nepolarna
Kovalentna polarna
Atomi teže da postignu oktet elektrona na poslednjem energetskom nivou
Postiže otpuštanjem ili primanjem endash ili sparivanjem endash različitih atoma
Jonska veza
HEMIJSKA VEZA
Jonska veza
Postizanje stabilne elektronske konfiguracije ‐ otpuštanje ili primanje valentnih endash
11Na(1s22s22p63s1) rarr Na+(1s22s22p6) + endash
17Cl(1s22s22p63s23p5) + endashrarr Clndash(1s22s22p63s23p6)[Ar]
[Ne]
Elektrostatičko privlačenje suprotno naelektrisanih jona ‐ jonska veza
Jonska krsitalna rešetka
JONSKA VEZA
Na + Cl rarr Na+ + Cl ndash rarr Na+Clndash
atomi joni
jonsko jedinjenje
Prikaz nastajanja jonske veze po Luisu
donor endash akceptor endash
Nastanak jona od atoma je olakšan ukoliko je‐ elektronska konfiguracija jona stabilna‐ naelektrisanje jona malo‐ prečnik atoma veliki u slučaju katjona (veći atomi lakše otpuštaju endash)odnosno mali u slučaju anjona (manji atomi lakše primaju endash)
KATJON ANJON
JONSKA VEZA
KATJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa malom Ei i Eea
‐ Grade ih atomi svih metalasvi s‐ neki p‐ svi d‐ i svi f‐elementi
‐ Uklanjanje više endash iz atoma je energetski nepovoljno
Ein gt gt Ei3 gt Ei2 gt Ei1
najčešći katjoni sa naelektrisanjem +1 i +2
JONSKA VEZA
Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa
11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]
20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]
56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2
[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]
KATJONI
JONSKA VEZA
KATJONI
+ 2+ 1
JONSKA VEZA
KATJONI
Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom
nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa
JONSKA VEZA
Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd
30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10
30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10
KATJONI
Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd
82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
82Pb2+ 5s25p65d106s2
50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2
50Sn2+ 4s24p64d105s2
inertan elektronski par
konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa
JONSKA VEZA
ANJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea
‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)
‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)
‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa
8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4
17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
HEMIJSKA VEZA
Jonska veza
Postizanje stabilne elektronske konfiguracije ‐ otpuštanje ili primanje valentnih endash
11Na(1s22s22p63s1) rarr Na+(1s22s22p6) + endash
17Cl(1s22s22p63s23p5) + endashrarr Clndash(1s22s22p63s23p6)[Ar]
[Ne]
Elektrostatičko privlačenje suprotno naelektrisanih jona ‐ jonska veza
Jonska krsitalna rešetka
JONSKA VEZA
Na + Cl rarr Na+ + Cl ndash rarr Na+Clndash
atomi joni
jonsko jedinjenje
Prikaz nastajanja jonske veze po Luisu
donor endash akceptor endash
Nastanak jona od atoma je olakšan ukoliko je‐ elektronska konfiguracija jona stabilna‐ naelektrisanje jona malo‐ prečnik atoma veliki u slučaju katjona (veći atomi lakše otpuštaju endash)odnosno mali u slučaju anjona (manji atomi lakše primaju endash)
KATJON ANJON
JONSKA VEZA
KATJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa malom Ei i Eea
‐ Grade ih atomi svih metalasvi s‐ neki p‐ svi d‐ i svi f‐elementi
‐ Uklanjanje više endash iz atoma je energetski nepovoljno
Ein gt gt Ei3 gt Ei2 gt Ei1
najčešći katjoni sa naelektrisanjem +1 i +2
JONSKA VEZA
Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa
11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]
20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]
56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2
[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]
KATJONI
JONSKA VEZA
KATJONI
+ 2+ 1
JONSKA VEZA
KATJONI
Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom
nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa
JONSKA VEZA
Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd
30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10
30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10
KATJONI
Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd
82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
82Pb2+ 5s25p65d106s2
50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2
50Sn2+ 4s24p64d105s2
inertan elektronski par
konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa
JONSKA VEZA
ANJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea
‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)
‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)
‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa
8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4
17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
Na + Cl rarr Na+ + Cl ndash rarr Na+Clndash
atomi joni
jonsko jedinjenje
Prikaz nastajanja jonske veze po Luisu
donor endash akceptor endash
Nastanak jona od atoma je olakšan ukoliko je‐ elektronska konfiguracija jona stabilna‐ naelektrisanje jona malo‐ prečnik atoma veliki u slučaju katjona (veći atomi lakše otpuštaju endash)odnosno mali u slučaju anjona (manji atomi lakše primaju endash)
KATJON ANJON
JONSKA VEZA
KATJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa malom Ei i Eea
‐ Grade ih atomi svih metalasvi s‐ neki p‐ svi d‐ i svi f‐elementi
‐ Uklanjanje više endash iz atoma je energetski nepovoljno
Ein gt gt Ei3 gt Ei2 gt Ei1
najčešći katjoni sa naelektrisanjem +1 i +2
JONSKA VEZA
Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa
11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]
20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]
56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2
[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]
KATJONI
JONSKA VEZA
KATJONI
+ 2+ 1
JONSKA VEZA
KATJONI
Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom
nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa
JONSKA VEZA
Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd
30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10
30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10
KATJONI
Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd
82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
82Pb2+ 5s25p65d106s2
50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2
50Sn2+ 4s24p64d105s2
inertan elektronski par
konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa
JONSKA VEZA
ANJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea
‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)
‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)
‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa
8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4
17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
KATJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa malom Ei i Eea
‐ Grade ih atomi svih metalasvi s‐ neki p‐ svi d‐ i svi f‐elementi
‐ Uklanjanje više endash iz atoma je energetski nepovoljno
Ein gt gt Ei3 gt Ei2 gt Ei1
najčešći katjoni sa naelektrisanjem +1 i +2
JONSKA VEZA
Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa
11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]
20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]
56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2
[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]
KATJONI
JONSKA VEZA
KATJONI
+ 2+ 1
JONSKA VEZA
KATJONI
Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom
nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa
JONSKA VEZA
Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd
30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10
30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10
KATJONI
Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd
82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
82Pb2+ 5s25p65d106s2
50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2
50Sn2+ 4s24p64d105s2
inertan elektronski par
konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa
JONSKA VEZA
ANJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea
‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)
‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)
‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa
8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4
17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa
11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]
20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]
56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2
[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]
KATJONI
JONSKA VEZA
KATJONI
+ 2+ 1
JONSKA VEZA
KATJONI
Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom
nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa
JONSKA VEZA
Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd
30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10
30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10
KATJONI
Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd
82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
82Pb2+ 5s25p65d106s2
50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2
50Sn2+ 4s24p64d105s2
inertan elektronski par
konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa
JONSKA VEZA
ANJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea
‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)
‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)
‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa
8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4
17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
KATJONI
+ 2+ 1
JONSKA VEZA
KATJONI
Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom
nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa
JONSKA VEZA
Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd
30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10
30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10
KATJONI
Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd
82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
82Pb2+ 5s25p65d106s2
50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2
50Sn2+ 4s24p64d105s2
inertan elektronski par
konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa
JONSKA VEZA
ANJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea
‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)
‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)
‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa
8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4
17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
KATJONI
Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom
nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa
JONSKA VEZA
Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd
30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10
30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10
KATJONI
Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd
82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
82Pb2+ 5s25p65d106s2
50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2
50Sn2+ 4s24p64d105s2
inertan elektronski par
konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa
JONSKA VEZA
ANJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea
‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)
‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)
‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa
8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4
17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd
30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10
30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10
KATJONI
Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd
82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
82Pb2+ 5s25p65d106s2
50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2
50Sn2+ 4s24p64d105s2
inertan elektronski par
konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa
JONSKA VEZA
ANJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea
‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)
‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)
‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa
8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4
17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
ANJONI
‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea
‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)
‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)
‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa
8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4
17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
ANJONI ndash 2 ndash 1
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
+
atom katjon
minus
Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon
Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
Jonski poluprečnik
[Ne]
1 2
Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
Struktura jonskih jedinjenja
NaCl
‐ grade kristalne rešetke
‐ jonska veza nije usmerena u prostoru
formulska jedinica NaCl
‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec
Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju
A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec
Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus
ΔsubH= 155 kJ molndash1
(12)ΔdH = 79 kJ molndash1
Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =
Eea =ndash 328 kJ molndash1
Ec =
ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1
ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec
Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC
2)( +minus
minus+
+minus=
rrQQ
constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja
JedinjenjeNaelektrisanje jona
Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm
Temperatura topljenja oC
NaCl 1+ 1‐ 102 181 800
BaO 2+ 2‐ 135 140 1920
MgO 2+ 2‐ 72 140 2800
Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
JONSKA VEZA
SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM
U rastopima i rastvorima provode električnu struju
U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni
Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima
vezani
slobodni
Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par
ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE
H HH H+
1s21s2
F
9F 1s22s22p5
H + F
H1s2 1s22s22p6
Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
Hndash F
KOVALENTNA VEZA
LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA
HndashH H H F
H
kovalentna veza
slobodni elektronski parovi
valentni elektroni su predstavljeni tačkama
H F
kovalentna veza
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
CH
H
H
HndashndashCndashndashndashndash
KOVALENTNA VEZA
jednostruke veze
O
ndash ndashH Hndash F
H HN
ndash ndash H
ndashH
CndashH Hndash
H
ndashHndash
NndashH HndashH
ndashHndash +
dvostruka veza
ndashndashNndashN
trostruka veza
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
ndash
KOVALENTNA VEZA
Koordinativna veza
NndashHH
Hndash
ndash B Clndash
Cl
ndashClndash
+ ndashNndashHH
HndashB Clndash
Cl
ndashClndash
Donor elektronskog para
Akceptor elektronskog para
koordinativna veza
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
PISANJE LUISOVIH STRUKTURA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama
3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu
4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)
b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona
Grupa 1 2 13 14 15 16 17
Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7
Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje
Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
OClndash
1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14
2 skelet strukture
[Ondash Cl ]ndash
3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12
nema višestrukih veza
[Ondash Cl ]ndash
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14
2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H
H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)
nema višestrukih vezaH
HndashC ndash O ndash HH
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
N2
1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10
2 skelet struktureNndashN
3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12
jedna trostruka veza
NequivN
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
Rezonantne strukture
SO O
SO O
rezonantne strukture
stvarna struktura ndash rezonantni hibrid
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
N
O
O O
ndash
U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze
Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
Cl ndashBe ndash Cl
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona
BeCl2 4Be 1s22s2
B
F
F F
Lako gradi koordinativne veze
BF3 5B 1s22s22p1
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)
P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona
prošireni oktet
SF6PCl5
15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona
XeF4
2 skelet strukture
3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28
4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24
4 elektrona viška
1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36
F
Fndash Xe ndash F F
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
Izuzeci od pravila okteta
3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona
NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11
NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17
neparan broj valentnihelektrona
Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu
N
O O
NO O
N=O
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA
GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK
X2 X ndash X
XY2
Y ndash X ndash Y
XY Y
ndashndash
VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci
rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX2 Linearno 180 o BeF2
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX3trougaono planarno
120o BF3
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX4 tetraedarsko 1095 o CH4
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX5trougaono
bipiramidalno
90 o
120 o
180 oPF5
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE
Tip čestice Usmerenje elektronskih
parova
Očekivani ugao između
veza
Primer Skica
AX6 oktaedarsko90 o
180 oSF6
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi
2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi
ALI
AXnEmcentralniatom
periferni atom(zajednički elektronski par)
slobodnielektronski par
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3 BF3
H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
ndash
H
NH3trougaona piramida
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
H2O BeF2
H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4
H2Osavijena građa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
NH3CH4
AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova
AX2E2
H2O
Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)
Tetraedar Trougaonapiramida
Savijenjagrađa
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA
Ukupan broj elektronskih
parova
Tip čestice
Ugao između veza
Građa molekula Primeri
2AX2 180 o Linearna BeF2
3AX3AX2E
120 o
lt 120 oTrougaona planarna
SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2
4AX4AX3EAX2E2
1095 o
lt 1095 o
lt 1095 o
TetraedarTrougaona piramida
Savijena
CH4NH3H2O
Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
F ndash Be ndash F O = C = O
CO2 O = C = O
‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza
linearni molekul
Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima
‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
OndashCl ndash O O
KOVALENTNA VEZA
VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA
ClO3 NO3
TipAX3E
TipAX3
N2O
Trougaona planarna
ndash N
Trougaona piramida
Ugao između vezanešto manji od
tetraedarskog 1095o
O
O O
ndashndashndash
Ugao između veza120o
N = N = O
TipAX2
Linearna građa
Ugao između veza180o
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI
POLARNE (POLARNI)
Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol
NEPOLARNE (NEPOLARNI)
Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
H2HF
simetrična raspodelaelektronske gustine
NEPOLARNAVEZA
nesimetrična raspodelaelektronske gustine
POLARNAVEZA
Razlika u elektonegativnosti
Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli
DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju
H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash
elektrodaelektroda
ndash +
POLARNOST KOVALENTNE VEZE
HigraveF
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par
Energija polarne kovalentne veze
Energije nepolarne kovalentne veze
gt
Za iznos ΔEAndashB
Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40
Miliken 2)( eai EE
χ+
=
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Rastenajveća
40
Rastenajmanja
Relativni koeficijenti elektronegativnosti
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
ELEKTRONEGATIVNOST
Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze
Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza
0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza
Δχ gt 19 jonska veza
C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza
C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza
HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza
LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni
Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula
igraveeuml
BeF2 H2O
simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran
igraveeuml
BF3NH3
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
POLARNOST MOLEKULA
CCl4 CHCl3
simetričan ndash nepolaran
NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
SO2 BF3
TipAX3
CO2
TipAX2E
Savijena građa
TipAX2
Linearna
SO O
B
F
F F
Trougaona planarna
O = C = O
POLARANNEPOLARAN
NEPOLARAN
Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni
Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni
POLARNOST MOLEKULA
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom
1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma
Atomski poluprečnici
d(A‐B) ne rA + rB
d
Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
DUŽINA KOVALENTNE VEZE
Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm
H‐F 109 92 17
H‐Cl 136 127 9
H‐Br 151 141 10
H‐I 170 161 9
Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze
2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)
CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
ENERGIJA KOVALENTNE VEZE
Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju
AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B
Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
KOVALENTNE SUPSTANCE
MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)
MAKROMOLEKULSKE
Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju
Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
KOVALENTNA VEZA
SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA
MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke
Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2
‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC
‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
METALNA VEZA
Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta
‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta
Lako otpuštaju elektrone
Velika pokretljivostelektona
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
METALNA VEZA
1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA
metalna rešetkajona metala
bdquoslobodni elektronirdquo
Metalna veza se uspostavlja između
katjona i slobodnih endash
Elektroni se kreću kao molekuli gasa
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
METALNA VEZA
Broj atoma
1s
2s
2p
Zabranjena zona
Zabranjena zona
Popunjena traka
Valentna traka
Provodna traka
2 3 6 9
3N
N
271896Brojelektrona
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
N atomskih orbitala N molekulskih orbitala
Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa
Energija
3Li 1s22s1
1
3
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
METALNA VEZA
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna
traka preklapaju
11Na 1s22s22p63s1
12Mg 1s22s22p63s23p0
Popunjene trake
Zabranjena zona
Valentna traka
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
METALNA VEZA
Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora
2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA
Metali Poluprovodnici Izolatori
Prazna
Popunjena
Prazna
Popunjena
Preklapanje
PraznaPrazna
PopunjenaPopunjena
Malo ΔE Veliko ΔE
Povećanjem temperature povećava se provodnost
poluprovodnika
Povećanjem temperature smanjuje se provodnost
poluprovodnika
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
METALNA VEZA
FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja
Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze
Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)
Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala
Tempe
ratura to
pljenja oC
Veći broj valentnih endash
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala
METALNA VEZA
FIZIČKA SVOJSTVA METALA
‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj
‐ KovnostDejstvosile
Metal
Jonsko jedinjenjenje
Dejstvosile
Odbijanjejona
Lomkristala
Deformisanjemetala