|
Schon in der Antike beschäftigten sich die Naturwissenschaftler und Forscher mit der Erklärung der Natur. Ihre Überlegungen führten zwangsläufig zur Frage nach dem Aufbau der Stoffe
|
| bet | 4/4 | | Sana | 07.05.2021 | | Hajmi | 3,99 Mb. | | #14365 |
| n
|
l
|
m
|
Orbital
|
Darstellung
|
|
Vereinfachte Darstellung1
|
n=1
|
l=0
|
m=0
|
s
|
1s
|
|
n=2
|
l=0
|
m=0
|
s
|
2s
|
|
|
l=1
|
m=-1
m=0
m=1
|
p
p
p
|
2px 2py 2pz
|
|
n=3
|
l=0
|
m=0
|
s
|
3s
|
|
|
l=1
|
m=-1
m=0
m=1
|
p
p
p
|
3px 3py 3pz
|
|
|
l=2
|
m=-2
m=-1
m=-0
m=1
m=2
|
d
d
d
d
d
|
3dx2-y2 3dxz 3dz2
3dyz 3dxy
|
|
http://www.ltam.lu/chimie/Quantenzahlen.html
8) Darstellung der Orbitale im Grundzustand
Grundzustand: Elektronenkonfiguration im energieärmsten Zustand des Atoms
Beispiele:
Symbol
|
Anzahl e-
|
Schreibweise
|
Orbitale
|
He
|
2 e-
|
1s2
|
|
Li
|
3 e-
|
1s2 2s
|
|
F
|
9 e-
|
1s2 2s2 2p5
|
|
9) Orbitale im angeregten Zustand
Durch äußere Einflüsse werden die Atome in einen angeregten Zustand versetzt: die Orbitale "vermischen" sich zu Hybridorbitalen welche sich maximal abstoßen.
Beispiele:
• Beryllium
Hybridisierung:
1 s-Orbital 1 p-Orbital 2 sp-Orbitale
hybridisierte Orbitale
|
Die 2 sp-Orbitale stoßen sich maximal ab, man erhält eine lineare Anordnung, zwischen beiden Orbitalen besteht ein Winkel von 180°:
|
• Bor
Hybridisierung:
1 s-Orbital 2 p-Orbitale 3 sp2-Orbitale
hybridisierte Orbitale
|
Die 3 sp2-Orbitale stoßen sich maximal ab, man erhält eine lineare Anordnung, zwischen den Orbitalen besteht ein Winkel von 120° :
|
• Kohlenstoff
Hybridisierung:
1 s-Orbital 3 p-Orbitale 4 sp3-Orbitale
hybridisierte Orbitale
http://www.ltam.lu/chimie/Hybridorbitale.html
|
Die 4 sp3-Orbitale stoßen sich maximal ab, man erhält eine tetraedrische Anordnung, zwischen den Orbitalen besteht ein Winkel von ~109°:
|
10) Bildung einer Elektronenpaarbindung
Alte Definition:
Eine Atombindung kommt zustande, wenn zwei Einzelelektronen von zwei verschiedenen Atomen ein gemeinsames Elektronenpaar bilden (äußere Schale komplett gefüllt.
Beispiel: Gib anhand der Lewisdarstellung an, wie die Atombindung zwischen zwei Chloratomen entsteht.
Neue Definition:
Bei der Atombindung überlappen sich zwei Atomorbitale (AO) von zwei verschiedenen Atomen zu einem neuen Orbital, einem Molekülorbital (MO). Die negative Ladungsdichte der Elektronen liegt zwischen den Kernen der beiden Atome. Man nennt diese Art der Bindung eine σ-Bindung. Alle einfachen Bindungen sind σ-Bindungen.
Beispiele:
Skizziere die beiden einzelnen AO von 2 Wasserstoffatomen. Skizziere, wie es zu einer Bindung kommt.
Skizziere die beiden einzelnen AO von 2 Chloratomen. Skizziere, wie es
zu einer Bindung kommt.
http://www.ltam.lu/chimie/Wasserstoffmolekuel.html
|
|
11) Das Ethanmolekül
Summenformel:
Vereinfachte Strukturformel:
Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms im Grundzustand:
Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms im angeregten Zustand:
Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms im hybridisierten Zustand:
Durch Überlappen von Atomorbitalen kommt es zur Bildung eines Molekülorbitals.
Wieso kann man die Geometrie des Ethanmoleküls nicht ohne hybridisierte Atomorbitale erklären?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
|
Art der Bindung:
|
12) Das Ethenmolekül
Summenformel:
Vereinfachte Strukturformel:
Die Reaktionen des Ethens zeigen, dass eine der beiden C-C-Bindungen stabil, die andere sehr reaktionsfreudig ist: also handelt es sich um zwei unterschiedliche Bindungen!
Andererseits zeigt die Untersuchung des Ethenmoleküls, dass sich die 2 C-Atome und die 4 H-Atome in der gleichen Ebene befinden.
Versuche das Verhalten und die Struktur des Ethens anhand der Bildung der Molekülorbitale zu erklären!
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms im Grundzustand:
Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms im angeregten Zustand:
Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms im hybridisierten Zustand:
Skizziere die AO der Kohlenstoffatome (räumliche Darstellung), und zeichne ein, wie es zu einer Bindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen kommt. Zeichne ein, wie es zu einer Bindung mit den Wasserstoffatomen kommt.
Schlussfolgerung: Doppelbindungen entstehen, wenn in einem Molekül zwei sp2 hybridisierte Atome vorhanden sind. Bei diesen Atomen ist ein p-Orbital nicht an der Hybridisierung beteiligt. Dieses p-Orbital steht senkrecht zur Ebene, die von den drei sp2 Hybridorbitalen gebildet wird. In der Doppelbindung kommt ein MO zustande dadurch, dass sich zwei sp2-Hybridorbitale kombinieren. Sie bilden eine σ-Bindung. Außerdem kombinieren sich die beiden p-Orbitale, die nicht an der Hybridisierung teilgenommen haben, zu einem weiteren MO. Dieses MO liegt senkrecht zu der Ebene, in der sich die Atomkerne und die σ-Bindungen befinden und wird -Bindung genannt. Die -Bindung ist eine schwächere Bindung als die σ-Bindung.
|
Art der Bindung:
Hybridisierung:
Die σ-Ebene des Moleküls enthält die C-C-Bindung und die 4 C-H-Bindungen: alle beteiligten Atome liegen auf einer Ebene.
Die -Ebene ist rechtwinklig zur
σ-Ebene.
|
13) Das Ethinmolekül
Summenformel:
Vereinfachte Strukturformel:
Die Reaktionen des Ethins zeigen, dass eine der drei C-C-Bindungen stabil, die beiden anderen sehr reaktionsfreudig sind: also handelt es sich um zwei unterschiedliche Arten von Bindungen!
Andererseits zeigt die Untersuchung des Ethenmoleküls, dass sich die 2 C-Atome und die 2 H-Atome auf einer Gerade befinden.
Versuche das Verhalten und die Struktur des Ethens anhand der Bildung der Molekülorbitale zu erklären!
Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms im Grundzustand:
Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms im angeregten Zustand:
Elektronenverteilung des Kohlenstoffatoms im hybridisierten Zustand:
Skizziere die AO der Kohlenstoffatome (räumliche Darstellung), und zeichne ein, wie es zu einer Bindung unter den beiden Kohlenstoffatomen kommt. Zeichne ein, wie es zu einer Bindung mit den Wasserstoffatomen kommt.
Schlussfolgerung: Die zwei sp-Orbitale befinden sich auf einer Geraden, d.h. sie bilden einen Winkel von 180°. Die zwei p-Orbitale verteilen sich in zwei rechtwinklig angeordneten Ebenen. Zwei sp-Orbitale überlagern sich entlang der Verbindungslinie der beiden Kerne, hieraus entsteht eine stabile σ-Bindung. Je zwei parallele p-Orbitale überlagern sich seitlich, daraus entstehen zwei wenig stabile -Bindungen.
|
Hybridisierung:
| |
14) Das Methanalmolekül
S
Art der Bindung:
ummenformel: CH2O
Vereinfachte Strukturformel:
Die Reaktionen des Methanals zeigen, dass eine der beiden C-O-Bindungen stabil, die andere sehr reaktionsfreudig ist: also handelt es sich um zwei unterschiedliche Bindungen!
Andererseits zeigt die Untersuchung des Methanalmoleküls, dass sich alle Atome in der gleichen Ebene befinden.
Versuche das Verhalten und die Struktur des Methanals anhand der Bildung der Molekülorbitale zu erklären!
Elektronenverteilungen des Kohlenstoffatoms
(siehe: __________________ )
Elektronenverteilung des Sauerstoffatoms im Grundzustand:
Elektronenverteilung des Sauerstoffatoms im angeregten Zustand:
Elektronenverteilung des Sauerstoffatoms im hybridisierten Zustand:
Skizziere die AO der beiden Atome (C und O) (räumliche Darstellung), und zeichne ein, wie es zu einer Bindung unter den beiden kommt. Zeichne ein, wie es zu einer Bindung mit den Wasserstoffatomen kommt.
Zusammenfassung:
Einzelbindung:
Art der Bindung:
Hybridisierung:
Beispiele:
Doppelbindung:
Art der Bindungen:
Hybridisierung:
Beispiele:
Dreifachbindung:
Art der Bindungen:
Hybridisierung:
Beispiele:
Weitere Beispiele zum Üben:
CH3 – CH2 –OH
CH3 – COOH
C6H6
C6H12
|
Hybridisierung:
|
Atom- und Orbitalmodelle LTAM - M. Steffen
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
Schon in der Antike beschäftigten sich die Naturwissenschaftler und Forscher mit der Erklärung der Natur. Ihre Überlegungen führten zwangsläufig zur Frage nach dem Aufbau der Stoffe
|
