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Vorlesung Allgemeine Chemie: Chemische Bindung · Bindungen, ein Oktett, tetraedrische Struktur...

Date post: 05-Jun-2018
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Vorlesung Allgemeine Chemie: Chemische Bindung Inhalte Gruppentendenzen: Alkalimetalle Halogene Reaktion mit H 2 und H 2 O basische und Gruppentendenzen: Alkalimetalle, Halogene, Reaktion mit H 2 und H 2 O, basische und saure Oxide, Ionenbindung, Gitterenergie, Tendenzen in Abhängigkeit von Ladung und Radius, Eigenschaften von Salzen, Typen von Kationen, Typen von Anionen, Ionenradien: Bestimmung Kationen Anionen im Verhältnis zum Kovalenzradius Ionenradien: Bestimmung, Kationen, Anionen im Verhältnis zum Kovalenzradius, Polarisation des Anions, Übergang zur kovalenten Bindung innerhalb der 2.Periode (NaBr bis ClBr), Al 2 Br 6 , Oktettregel, Kohlenstoff als "Zentralelement": vier kovalente (NaBr bis ClBr), Al 2 Br 6 , Oktettregel, Kohlenstoff als Zentralelement : vier kovalente Bindungen, ein Oktett, tetraedrische Struktur Kovalente Bindung: MO-Beschreibung für Diwasserstoff, Bindungspolarität, Dipolmoment, Elektronegativität nach Pauling, Elektronegativität nach Mulliken, Tendenz im PSE, Bindungstyp und Elektronegativitätsdifferenz, Kovalente Bindung: Lewis-Formeln, Konnektivität, Formalladungen, Partialladungen, Mesomerie, Resonanzstrukturen, Oxidationszahlen, Unterschied VB-Methode/MO-Methode: MO des Disauerstoffs
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Vorlesung Allgemeine Chemie: Chemische Bindung

Inhalte

Gruppentendenzen: Alkalimetalle Halogene Reaktion mit H2 und H2O basische undGruppentendenzen: Alkalimetalle, Halogene, Reaktion mit H2 und H2O, basische und saure Oxide, Ionenbindung, Gitterenergie, Tendenzen in Abhängigkeit von Ladung und Radius, Eigenschaften von Salzen, Typen von Kationen, Typen von Anionen, Ionenradien: Bestimmung Kationen Anionen im Verhältnis zum KovalenzradiusIonenradien: Bestimmung, Kationen, Anionen im Verhältnis zum Kovalenzradius,

Polarisation des Anions, Übergang zur kovalenten Bindung innerhalb der 2.Periode (NaBr bis ClBr), Al2Br6, Oktettregel, Kohlenstoff als "Zentralelement": vier kovalente(NaBr bis ClBr), Al2Br6, Oktettregel, Kohlenstoff als Zentralelement : vier kovalente Bindungen, ein Oktett, tetraedrische Struktur

Kovalente Bindung: MO-Beschreibung für Diwasserstoff, Bindungspolarität, g g , g p ,Dipolmoment, Elektronegativität nach Pauling, Elektronegativität nach Mulliken, Tendenz im PSE, Bindungstyp und Elektronegativitätsdifferenz, Kovalente Bindung: Lewis-Formeln, Konnektivität, Formalladungen, Partialladungen, Mesomerie, g gResonanzstrukturen, Oxidationszahlen, Unterschied VB-Methode/MO-Methode: MO des Disauerstoffs

Vorlesung Allgemeine Chemie: Chemische Bindung

Inhalte

VSEPR-Theorie: Molekülgeometrie, Einfluss freier Elektronenpaare und von g , pMehrfachbindungen, Resonanzstrukturen Schwefelhexafluorid, hypervalente Verbindungen, Vermeidung der Oktetterweiterung in LEWIS-Strukturen, Molekülpolarität

VB-Theorie: Hybridisierung, Bindungstypen, Mehrfachbindungen, Hybridisierungstendenz in Abhängigkeit der Periode, delokalisierte Pi-Elektronendichte (Nitrat), Ausnahme von der Oktettregel: ungerade Elektronenzahl (Beispiel und Reaktivität Stickoxide), Elektronenmangelverbindungen, Resonanzstrukturen BF3

Ableitung der Bänderstruktur von Metallen aus MO, Metalle: Elektronengasmodell, Bändermodell: Metall, Halbleiter, Isolator, Leitfähigkeit, Temperaturabhängigkeit des Widerstandes, Metalle: Strukturen, dichteste Packungen, Trends: Schmelzpunkte, Dichten, Leitfähigkeit

Die folgenden Folien haben in der Vorlesung zur Veranschaulichung g g gausgewählter Fakten gedient, sie stellen keine umfassende

Darstellung der betreffenden Themen dar.

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Kristalle: Fernordnung der Ionenkleinste Einheit: Elementarzelle

Beispiel NaClSt kt tStrukturtyp

Cl– kubisch flächenzentriert, Na+ in Oktaederlücken oder vice versa

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

8 Tetraederlücken pro Zelle4 Oktaederlücken pro Zelle(eine ganze in der Mitte + 4x1/4 in 3 Raumrichtungen)g )

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Energie

rA rK

rA rK

Abstoßung+

A K

r

A i hUg

r0

Anziehung

ezez AK

Radienquotient

r2rA 2

04 rezezF AK

KZ

rKation

rAnion

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Bedeutung der Ionengröße: CarboanhydraseZn2+: 74 pm essentiellCd2+: 95 pm toxisch

Vorlesung Allgeeine Chemie: Struktur und Bindung

Einfachbindungen Zweifachbindungen Dreifachbindungen

Durchschnittliche Bindungsenthalpien in kJ/mol

Einfachbindungen Zweifachbindungen Dreifachbindungen

H-H 436

Cl Cl 242Cl-Cl 242

H-Cl 431

C-C 348 C=C 614 C≡C 839

N-N 163 N=N 418 N≡N 941

O-O 146 O=O 495

C-H 413

O-H 463

F-H 567

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Molekülorbital-Schema für H2

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

sp-Hybridisierung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

sp2-Hybridisierung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

sp3 Hybridisierungsp3-Hybridisierung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Ethylen: C2H4y 2 4

Nitrat: NO3–

Formaldehyd: CH OFormaldehyd: CH2O

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Trends Elektronegativität: folgt innerhalb der PeriodeTrends Elektronegativität: - folgt innerhalb der Periode der effektiven Kernladung

- innerhalb der Gruppe: Radienzunahme dominiert

Coulombkraft

F ~ Zeff / r2

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Elektronegativitätsdifferenz und Dipolmoment

1,9 0,9 0,7 0,4

exp 1,82 1,08 0,82 0,44

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Resonanzstrukturformeln als NotlösungResonanzstrukturformeln als NotlösungOzon: Problemfall der Lewis-Strukturformel

OO

O OO

OO O OO

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Paramagnetismus des Disauerstoffs

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

E / kJ mol–1 0 94 155

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und BindungSt u tu u d du g

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Molekülform und Molekülpolaritätp

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Molekülform und Molekülpolarität

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Trends: SchmelzpunkteTrends: Schmelzpunkte

4000

TaW

Re Os3000

3500

Hf Ir

2000

2500

Reihe1

La

Pt

Au1000

1500 Reihe2Reihe3

La

0

500

1000

Hg

-500

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Übergangsmetallreihe

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

25,00

Trends: Dichten

WRe

Os IrPt

Au20,00

T Ru Rh PdHf

Ta

Hg15,00 Reihe1

Reihe2

V Cr MnFe Co Ni CuZnZr

NbMo

Tc Ru Rh PdAg

CdLa

10,00Reihe2Reihe3

ScTi

VY

ZrLa

0 00

5,00

0,000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Übergangsmetallreihe

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Kristallstrukturen der Metalle

Raumerfüllung

74 % 74 %74 % 74 %

68 %

kubisch-flächenzentriert

kubisch-raumzentriert

hexagonal dichtest

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

Elementarzelle ABC-Stapelfolgep g

Vorlesung Allgemeine Chemie: Struktur und Bindung

AuPtIrOsAgPdRhRu

Trends: Edelmetalle

7978777647464544Oz

197.0195.1190.2190.2107.9106.4102.9101.7MAtom

28084170455050252155294037604050Kp°C

1064176024333045961155219602282F °C

19.3221.4122.6122.5710.4911.9912.3912.41Dichte g/cm

Kp C

2.359.854.718.121.599.924.336.71Widerstand cm

g/cm3


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