Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de ...acces.chimie.upb.ro/doc/materiale-suport-suplimentare/2015-2016/chimie/... · O legatura covalenta este alcatuita din doi

Investeşte în oameni !FONDUL SOCIAL EUROPEANProgramul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 –2013 Axa prioritară nr. 1 „Educaţiaşiformareaprofesionalăînsprijinulcreşteriieconomiceşidezvoltăriisocietăţiibazatepecunoaştere”Domeniul major de intervenţie 1.2 „Calitateînînvăţământulsuperior”

Numărulde identificareal contractului:POSDRU/156/1.2/G/138821 Beneficiar:UniversitateaPOLITEHNICA din BucureştiTitlulproiectului: Calitate, inovare, comunicare-instrumenteeficienteutilizatepentrucreştereaaccesuluişipromovabilităţiiînînvăţământulsuperior tehnic

Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de pregătire a studenţilor în vederea asigurării de şanse egale

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

1

MODUL DE INSTRUIRE: CHIMIE

Curs: 2

Grupele: G1, G2, G3

Formator: AlinaMarietaSIMION

Octombrie/ 2015

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

2

Legǎtura covalentǎ

Prin punerea în comun de electroni din stratul de valenţă, elemenele isi

pot completa octetul (dubletul)

=> se formează legături covalente

O legatura covalenta este alcatuita din doi electroni - acestia aparţin,

în egală măsură, ambilor atomi de la care au provenit

• Hidrogenul

se prezintă sub forma unor molecule formate din doi atomi= >moleculă diatomică, H2.

Fiecare dintre atomii de hidrogen a pus în comun electronul pe care îl

are, iar perechea de electroni formată aparţine în egală măsură

fiecărui atom

Astfel fiecare atom are, simultan, configuraţia stabila a atomului de

heliu

Astfel se explică de ce atomii din grupa a VII-a (fluor, clor, brom, iod), ca si atomii din perioada a doua, grupele V şi VI, (N2 şi O2), se

regăsesc sub formă de molecule diatomice: F2, Cl2, Br2, I2.

3

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

4

• Nici atomul de clor, nu se poate găsi liber

Explicaţia este aceeaşi ca şi în cazul atomului de hidrogen: cei doi atomi

de clor pun în comun câte un electron pentru a-şi completa, fiecare, octetul

•Atomul de oxigen are 6 electroni în stratul de valenţă

fiecare dintre atomi pune în comun câte doi electroni.

se formează două legături covalente, corespunzător unei legături

covalente duble

• In molecula diatomică de azot trebuie ca fiecare atom să pună în comun

trei electroni pentru a forma trei legături covalente, astfel încât octetul

fiecărui atom să fie complet

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

5

Legăturile care se formează în moleculele de Cl2 se numesc legături

σ şi se formează prin întrepătrundere directă între orbitali

In cazul oxigenului, una dintre legături este o legătură σ, cealaltă,

este o legătură π; acesta se formează prin întrepătrunderea laterală a

orbitalilor

In molecula de azot există o legătură σ şi două legături π

Atenţie!

- nu există legături π fără legături σ

- între doi atomi nu poate exista mai mult de o legătură σ

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

6

Reprezentarea unei perechi de electroni care formează o covalenţă

se face, convenţional, printr-o liniuţă

Unei legături duble sau triple îi corespund două, respectiv trei liniuţe

Cl Cl C

H

H

H

H O O N N

Dacă între cei doi atomi care pun în comun electroni există o

diferenţă mare de electronegativitate, perechea de electroni va fi mai

puternic atrasă de atomul mai electronegativ.

=> legătura covalentă va fi polarizată, iar o astfel de legătură

este o legătură covalentă polară

=> fiecare dintre cei doi atomi primeşte o sarcină electrică

parţială care se notează cu δ+ sau δ-

7

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Exemple: O-H; C-O; N-H; H-Cl

Dacă între cei doi atomi care pun în comun electroni există o

diferenţă mica sau nu exista diferenţă de electronegativitate

(atomii sunt identici), perechea de electroni va fi egal atrasa de

ambii atomi

=> legătură covalentă nepolară

Exemple: H-H; C-C; Cl-Cl; C-H

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

8

Legǎtura covalent - coordinativǎ

Dacă la formarea legăturii participă un atom care posedă un

orbital liber ce poate acomoda o pereche de electroni şi un alt atom

care are o pereche de electroni disponibila, se poate forma un tip

special de covalenţă: legătura covalent – coordinativă

Odată formată această legătură are aceleaşi caracteristici ca

toate celelalte legături covalente din moleculă; ea diferă de o

legătură covalentă doar prin modul în care s-a format, nu prin

caracteristicile sale

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

9

Exemplu: molecula de amoniac, NH3

Octetul atomului de azot este satisfăcut de trei electroni proveniţi de la câte un

atom de hidrogen, în acelaşi timp fiecare atom de azot are dubletul satisfăcut de

câte un electron provenind de la atomul de azot

Atomul de azot are o pereche de electroni neparticipanţi pe care o poate ceda

unui ion de hidrogen (proton), formând astfel o legătură covalent – coordinativă. În

ionul de amoniu însă toate legăturile sunt identice

Pereche de electroni neparticipanti

Legatura covalent-coordinativa

Sarcina pozitiva purtata de atomul de N, urmare a formarii legaturii covalent-coordinative

Sarcina negativa a ionului de Cl

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

10

Alte exemple de legaturi covalent-coordinative: H3O+, H3N

+-[BF3]-,

HNO3, Al2Cl6 (gas.), combinatii complexe – [Cu(NH3)4](OH)2, HFeCl4

Alte exemple

Discutii

11

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

12

Hibridizarea

Atomul de C (Z = 6) are distributia

electronica: 1s2 2s2 2p2

La formarea celor 4 covalenţe ale C vor

participa orbitalii din stratul de valenţă, stratul 2.

Cei 4 electroni sunt distribuiţi în orbitalul s şi în

2 dintre orbitalii p

Intre orbitalii s si p există o diferenţă de energie, însă mică

Pentru a putea forma 4 covalenţe, cei 4 electroni de valenţă

trebuie să ocupe singuri câte un orbital atomic

Acest lucru este posibil prin contopirea orbitalilor s şi p

• Hibridizarea sp3

13

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

In molecula metanului, spre exemplu, cele 4 covalenţe sunt

identice dpdv energetic şi spaţial

Acest lucru se explica astfel: orbitalii s si p din stratul 2 se

contopesc, formând 4 orbitali identici ca forma şi energie

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

14

Din cei 3 de tip p şi 1 orbital de tip s sunt generaţi 4 orbitali hibrizi care

au ¼ caracter de orbital s şi ¾ caracter de orbital p

Aceşti orbitali nou formaţi vor purta denumirea de orbitali hibrizi sp3

Pentru ca molecula să fie cât mai stabilă, energia sistemului trebuie

să fie minimă, iar cei 4 orbitali hibrizi trebuie să fie distribuiţi cât mai

uniform în spaţiu.

Pentru patru axe (axele orbitalilor hibrizi sp3) aranjarea optimă, de

energie minimă, este cea cu orbitalii orientaţi spre vârfurile unui

tetraedru regulat, cu un unghi de 109° 28’ între orbitali

15

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

16

In molecula de CH4 atomul de carbon este legat prin 4 legături

covalente de 4 atomi de hidrogen

Legăturile se formează prin întrepătrunderea frontală a orbitalilor

hibrizi sp3 din atomul de carbon cu orbitalii s din atomii de hidrogen

Acest tip de legătură covalentă este denumită legătură σ

Legătura σ permite rotaţia liberă a atomilor în jurul axei legăturii

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

17

Contopirea unor orbitali atomici, de energie diferită, în orbitali

hibrizi, de energie egală, este o proprietate a multor atomi

Astfel, şi alţi atomi din perioada a 2-a sunt hibridizaţi sp3

N in NH3

O in H2O

Alte exemple

Discutii

18

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1