Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Molekül Geometrisi. Ortadaki noktaya bakarak öne ve geriye doğru hareket ettiğinizde çemberlerin hareket ettiğini göreceksiniz…

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Molekül Geometrisi. Ortadaki noktaya bakarak öne ve geriye doğru hareket ettiğinizde çemberlerin hareket ettiğini göreceksiniz…"— Sunum transkripti:

1 Molekül Geometrisi

2 Ortadaki noktaya bakarak öne ve geriye doğru hareket ettiğinizde çemberlerin hareket ettiğini göreceksiniz…

3 Gözlerimizle şeklin nasıl hareket ediyormuş gibi göründüğünü gördük. Çevremizdeki her nesnenin şeklini gözlerimiz yardımıyla algılarız. Gözlerimiz şekilleri bize gösterir fakat gözlerimizle algılayamadığımız moleküllerin şekillerini belirleyen nedir?

4 LEWİS NOKTA GÖSTERİMİ VSEPR MOLEKÜLER ORBİTALLER

5 LEWİS NOKTA GÖSTERİMİ

6 Tek Atomun Lewis yapısı Elementin sembolü yazılır. Element sembolü çevresine değerlik elektronları eklenir. Eğer değerlik elektronları orbital içinde eşleşmişse beraber, eşleşmemişse yalnız gösterilir.

7 Periyot ve Grup numaralarına göre bazı elementlerin Lewis gösterimleri

8 Çok atomlu bileşiklerde Lewis yapıları 1. Molekülün toplam değerlik elektron sayısı tespit edilir. 2. Molekülün tek bağlı iskelet yapısı yazılır. Genellikle, molekülde en elektropozitif atom, merkez atomudur. 3. Geri kalan değerlik elektronlar atomların etrafına yalın çift olarak yerleştirilir. a) Toplam değerlik elektronları eksik ise, tek bağ yerine ikili veya üçlü bağlar oluşturulur. b) Toplam değerlik elektronları fazla ise, merkez atom çevresine yerleştirilir.

9 Oktet Kuralı Kovalent bir bileşiği oluşturan atomlar, değerlik kabuğunda sekiz elektron bulununcaya kadar elektronlarını ortaklaşa kullanırlar. NOT : Hidrojen atomu için dublet kuralı geçerlidir.

10 Oktet Kuralından sapmalar Merkez atom (IIA, IIIA) üzerinde 8 elektrondan az Oktet boşluğu olan elementler BF 3, BeCl 2 Merkez atom ( Periyot 3 -7) üzerinde 8 elektrondan fazla Genişlemiş kabuklar (Hipervalent bileşikler) ClF 3, PCl 5, SF 6, ICl 3, SiF 6 Radikalik bileşikler Toplam değerlik elektronu tek olan bileşikler NO, NO 2, CH 3, ClO 2

11 Bor Triflorür (Boron Trifluoride) V : x 7 = 24 Olur mu ? Merkez atom çevresinde 6 elektron bulunur + - F F F B F F F B F F F B

12 P S PCl 5 SF 6 = = 3d orbitalleri kullanılır Hipervalent Bile ş ikler 5A GRUBU 6A GRUBU

13 ÖRNEK : ClF 3 bileşiğinin Lewis gösterimini yazınız. V : x 7 = 28 Merkez atom çevresinde 10 elektron var

14 ÖRNEK : SiF 6 2- anyonunun Lewis gösterimini yazınız. Si F :.. F FF F F : : : : : : : 2-

15 V : x 6 = 16 e Geri kalan elektronlar dış atomlar üzerine konur. 12 elektron geri kalır. C ve O atomları arasına çift bağlar konarak, C atomunun okteti sağlanır. OOC C atomu oktetini sağlamaz. OOC OOC Karbon Dioksit, CO 2

16 NO 3 - Molekülün Lewis gösterimi doğru mudur? Doğru değildir! N O O O : : : :.. : -

17 Rezonans NO 3 -, SO 2, N 2 O, CO 3 -2 … gibi moleküllerin Lewis yapıları TEK değildir. İşte bir tanesiİşte bir tane daha N O OO - N O OO - ve bir tane daha N O OO -

18 OO O N Deney sonuçları yapıdaki 3 bağında aynı olduğunu göstermiştir. Tüm bağ uzunlukları 128 pm Tüm bağ açıları N O O O - Yapıların hiçbiri birbirinden farklı değildir. Çift Bağ Tek Bağ

19 Rezonans N OO O OO O NN OO O Yapıda çift bağdaki elektronlar delokalize olmuştur. Bu yapılara Rezonans Hibrid yapıları denir. Yapı ne sağdaki, ne soldaki, ne de ortadakidir. Ayrıca hem sağdaki, hem soldaki, hem de ortadakidir.

20 kaplanaslan Askaplan Rezonans yapısı O 3 molekülünün rezonans hibrit yapıları

21 VSEPR

22 ?Atomların birbirlerine göre konumları ne olabilir? ?H 2 O ---- doğrusal mıdır? Açısal mıdır? Jason, suyun molekül şeklini tahtaya çizmeni kastetmiştim! Yemin ederim, okul, hiçte eğlenceli değil

23 Değerlik elektron çifti itme teorisi (Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory - VSEPR) Lewis yapıları bir moleküldeki atomların arasındaki bağ türlerini ve sayısını gösterebilmektedir. –Atomlar düzlem üzerinde benzer şekilde gösterilmektedir. –Molekülün şekli gösterilememektir.

24 VSEPR Molekülün şekli bağ açıları ve bağ uzunlukları ile belirlenir. Bağ uzunluğu: İki atom arasında oluşan bağdaki atomların birbirine göre uzaklıklarıdır. İki atom arasındaki bağ sayısı arttıkça bağ uzunluğu kısalır. Bağ açısı: İki kimyasal bağ arasındaki uzaklığın derece cinsinden değeridir.

25 VSEPR Kuralları 1. Molekülün Lewis nokta yapısı yazılır. 2.Lewis yapısına bakılarak merkez atomu çevresindeki yalın çift (lp) ve bağ çifti (bp) sayıları bulunur. 3.Elektron çiftleri,itmeler minimum olacak şekilde merkez atomu çevresine yerleştirilerek molekül düzeni belirlenir. 4.Elektron çiftleri arasındaki itme şu sırayı izler; lp – lp >> lp - bp > bp - bp üçlü bağ > ikili bağ > tekli bağ 5. Merkez atom ile dış atomlar arasındaki elektronegatiflik farkı büyük olan moleküller, daha küçük bağ açısına sahiptir. Elektronegatif sübstitüentler daha az hacim kaplar.

26 Bir çok molekül bir merkez atom ve bu atoma bağlı atomlar içermektedir. O halde molekülleri AB n şeklinde gösterebiliriz. Bu yapıya göre; Merkez atom = A ile Bağlı atomlar ise = B ile ifade edilmektedir. n bağlı atom sayısına göre değişir.

27 VSEPR Teorisi 1.Merkez atom çevresindeki iki bölgede elektron yoğunluğu Doğrusal AB 2

28 doğrusal180 o BeCl 2 değerlik e - = 2 +(2 x 7)= 16e - Cl.. Be Cl.. 8e - dan az değerlik elektronu Doğrusal molekül iki

29 VSEPR Teorisi 2. Merkez atom çevresindeki üç bölgede elektron yoğunluğu Üçgen düzlem AB 3

30 VSEPR Teorisi 3. Merkez atom çevresindeki dört bölgede elektron yoğunluğu Tetrahedral AB 4

31 AYNI molekülün uzaydaki farklı konumları

32 VSEPR Teorisi 4. Merkez atom çevresindeki beş bölgede elektron yoğunluğu Üçgen bipiramit AB 5

33 VSEPR Teorisi 5. Merkez atom çevresindeki altı bölgede elektron yoğunluğu Oktahedral AB 6

34 Molekül geometrileri ve Bağ açıları

35 H 2 O iki bağlı atom içeren bir moleküldür, öyleyse molekül şekli doğrusal mıdır? NH 3 üç bağlı atom içeren bir moleküldür, öyleyse molekül şekli üçgen düzlemsel midir?

36 VSEPR Teorisi Ortaklanmamış elektron çifti içeren moleküler yapılar AB 2 E 2 Açısal AB 2 Doğrusal

37 VSEPR Teorisi Ortaklanmamış elektron çifti içeren moleküler yapılar AB 3 Üçgen düzlem AB 2 E Açısal

38 Üçgen düzlem120 o SO 2 değerlik e - = 6+(2 x 6)= 18e - S üzerindekiüç Bir bağ yapmamış e - çifti Moleküler geometri Molekül şekli açısal üçgensel S O.. O : S O O : S O O : İki bağ yapmış e - çifti < 120 o değerlik elektronu

39 VSEPR Teorisi Ortaklanmamış elektron çifti içeren moleküler yapılar AB 4 Tetrahedral AB 3 E Üçgen piramit

40 Lewis yapısı Elektronik geometri (tetrahedral) Moleküler geometri (üçgen piramit)

41 VSEPR Teorisi Ortaklanmamış elektron çifti içeren moleküler yapılar AB 5 Üçgen bipiramit AB 4 E Bozulmuş tetrahedral AB 3 E 2 T-şekli AB 2 E 3 Doğrusal

42 bipiramidal120 o ve ICl 2 - değerlik e - = 7+(2 x 7)+ e - I üzerindeki değerlik elektronubeş Moleküler geometri Molekül şekli doğrusal bipiramidal Üç bağ yapmamış e - çifti İki bağ yapmış e - çifti = 22e - I.. Cl.. : : Cl.. :

43 I3-I3- 90 o etkileşimler: 2 lp/lp 4 lp/bp 2 lp/lp 3 lp/bp 1 bp/bp 0 lp/lp 6 bp/lp En kararlı Konformasyon izomerleri Aksiyal pozisyon Ekvatoryal pozisyon

44 VSEPR Teorisi Ortaklanmamış elektron çifti içeren moleküler yapılar AB 6 Oktahedral AB 5 E Kare piramit AB 4 E 2 Kare düzlem

45 oktahedral90 o BrF 5 değerlik e - = 7+(5 x 7) Br üzerindekialtı Molekül geometrisi Molekül şekli Kare piramit oktahedral = 42e - Bir bağ yapmamış e - çifti Beş bağ yapmış e - çifti Br F.. F F F F : değerlik elektronu

46 e - Gruplarının düzenlenmesi Moleküler yapı Bağlı grup sayısı Bağ açısı e - Gruplarının düzenlenmesi Moleküler yapı Bağlı grup sayısı Bağ açısı

47 2AX 2 doğrusal LinearBeF 2 180° 3AX 3 üçgen düzlem trigonal planarBF 3 120° AX 2 Eaçısal SnCl 2 4 AX 4 dörtyüzlü tetrahedralCH AX 3 Eüçgen primaNH 3 AX 2 E 2 açısalH 2 O 5AX 5 üçgençift piramit trigonal planarPCl 5 90/120 AX 4 Etahtaveralli /bozulmuş dörtyüzlüSF 4 AX 3 E 2 T-şekli ClF 3 AX 2 E 3 doğrusalI 3 SS molekül Molekül şekli örnek ideal açılar

48 SS molekül Molekül şekli örnek ideal açılar 6 AX 6 sekizyüzlü octahedral SF6 90 AX 5 E karepiramit BrF 5 AX 4 E 2 karedüzlem XeF 4 7 AX 7 beşgençift piramit pentagonal b. IF 7 72/90 8 AX 8 kare antiprima square antiprism TaF /99.6 /109.5

49 Bağ yapmayan elektronların bağ açılarına olan etkisi Bağlı atomlar iki atomun çekirdeği tarafından etkilendiği için yalnız elektron çiftleri gibi özgür değildirler. Fakat bağ yapmayan elektron çiftleri bu atomlara etki ederek atomlar arsındaki bağ açısını düşürür. Bağ yapmamış elektron çifti sayısı arttıkça açı küçülür. Aşağıdaki moleküllerde H atomları arasındaki bağ üç molekülde de birbirinden farklıdır:

50 Bağ yapmayan çoklu bağların bağ açılarına olan etkisi Çoklu bağlar molekül yapısındaki tekli bağlara göre bağ açıları üzerinde daha çok etkiye sahiptirler.

51 Hibrit orbitaller (Melez Orbitaller) Be F : : : F : : : 1s 2 2s 2 2p 5 1s 2 2s 2 Berilyum atomunda bir örtüşme sağlamak için eşleşmemiş elektron bulunması gerekir. Bu 2s orbitallerinden birinin orbitali yükseltilerek başarılabilir. 1s 2 2s 1 2p 1 2s 1 ve 2p 1 orbitalleri hibritleşir. 1s 2 2sp 2p

52 Be atomunun elektronik konfigürasyonu 1s1s2s2s2p2p1s1s2s2s2p2p Be atomunun bir elektronu p orbitallerine yükseltilir s pxpx pypy pzpz sp Hibrit orbitalleri Enerji hibritleşme s orbitali p orbitali iki sp hibrit orbitalleri sp hibrit orbitallerinin Beraber gösterimi 1s1ssp2p2p BeF 2 orbital diyagramında Be atomu FF Be n = 1 n = 2 Hibrit orbitaller (sp, BeF 2 )

53 Be Florun 2p orbitalleri sp hibrid orbtallerinin lobları Hibrit orbitaller (sp, BeF 2 )

54 Bor atomunda bir örtüşme sağlayabilmek için 3 bağ yapmamış elektrona İhtiyaç vardır.bu 2s orbitalleri elektronlarından birinin orbitalinin yükseltilmesi ile sağlanır. 1s 2 2s 1 2p 1 2s 1 ve 2p 1 orbitalleri hibritleştirilmiştir. 1s 2 2sp 2 2p Hibrit orbitaller (sp 2, BF 3 )

55 B 1s 2 2s 2 2p 1 F F F Hibrit orbitaller (sp 2, BF 3 )

56 2s2s2p2p s pxpx pypy pzpz Enerji sp 2 2p2p BF 3 orbital diyagramında B atomunun elektronik konfigürasyonu hibritleşme s orbitali 2s2s2p2p B atomunun bir elektronu p orbitallerine yükseltilir sp 2 Hibrit orbitalleri p orbitalleri sp 2 hibrit orbitallerinin birlikte gösterimi üç sp s hibrit orbitali F F F B Be atomunun elektronik konfigürasyonu Hibrit orbitaller (sp 2, BF 3 )

57 Üç sp 2 orbitali oluşturmak üzere birleşir Birleştirilirse

58 Hibrit orbitaller (sp 3, CH 4 ) ° Metan (CH 4 ) 1s 2 2s 1 2p 3 1s 2 2s 2 2p 1 s orbitallerindeki 1 e - p orbitallerine yükseltilir hibritleştirilir 1s 2 sp 3

59 s pxpx pypy pzpz Karbon 1s 2 2s 2 2p 2 Karbon atomu eğer hibritleştirilmezse yalnızca iki bağ yapabilir. Halbuki karbon atomu 4 bağ yapabilme kapasitesine sahiptir. sp 3 Hibrit orbitaller Enerji sp 3 CH 4 orbital diyagramında C atomunun Elektronik konfigürasyonu B A B B B Brown, LeMay, Bursten, Chemistry The Central Science, 2000, page 321 Hibrit orbitaller (sp 3, CH 4 )

60 Dört sp 3 orbitali oluşturmak üzere birleşir Birleştirilirse

61 Hibrit orbitaller (sp 3 d, PF 5 ) Fosfor penta florür (PF 5 ) 3s 2 3p 3 3d hibritleştirilir 3s 2 3p 3 3d 3sp 3 d 3d 3. ve daha sonraki periyot elementleri kendi d orbitallerini kullanırlar. p orbitallerindeki 1 e - d orbitallerine yükseltilir

62 3s 3p 3d Beş sp 3 d orbitalleri 3d3d F F F P F F A BeBe BeBe BeBe BaBa BaBa Üçgensel bipiramit hibritleştirilir dejenere orbitaller (hepsi EŞİT) hibritleştirilmemiş P atomu P = [Ne]3s 2 3p 3 Boş d orbitalleri Hibrit orbitaller (sp 3 d, PF 5 )

63 Hibrit orbitallerin oluşturduğu geometrik yapılar

64

65 Hibrit orbitalleri ve çoklu bağlar:, bağlarının oluşumu Etilenin moleküler geometrisini dikkate alalım: 1s 2 2s 1 2p 3 1s 2 2s 2 2p 2 s orbitallerindeki 1e - p orbitallerine yükseltilir Hibritleştirilir 1s 2 sp 2 2p Bağ açıları üçgen düzlem konumda yerleşmiştir. Bu da hibritleşmemiş 2p orbitellerinin bir sp 2 konfigürasyonunu ifade eder.

66 Hibrit orbitalleri ve çoklu bağlar:, bağlarının oluşumu Orbital konumları bağı p orbitallerinin örtüşmesiyle oluşan bağı

67 Asetilenin molekül geometrisini dikkate alalım: Bağ açılarına bakılarak molekül şeklinin doğrusal olduğunu görmekteyiz. Bu da eşleşmemiş 2p orbitallerinin sp konfigürasyonunu ifade eder. 1s 2 2s 1 2p 3 1s 2 2s 2 2p 2 1s 2 sp 2p 2 Hibrit orbitalleri ve çoklu bağlar:, bağlarının oluşumu Hibritleştir s orbitallerindeki 1e - p orbitallerine yükseltilir

68 Hibrit orbitalleri ve çoklu bağlar:, bağlarının oluşumu π Bağı Uzaysal gösterimi Karbon-Karbon üçlü bağı σ Bağı

69 Hibritleşme ve Molekül geometrisi Elektron Atomik Merkez atomun Hibrit düzenlenmesi orbital sayısı hibrit türü orbitalleri sayısı Doğrusal Üçgen düzlemsel Tetrahedral Üçgen bipiramit Oktahedral

70 O 2 molekülünün Lewis yapısındaki problem? O 2 paramanyetik bir moleküldür. Moleküler Orbital Teori

71 Moleküler Orbitaller

72 Moleküler Orbital Teori Lewis teoremi kimyasal bağlanmayı açıklamaktadır, fakat bağ yapısı ve molekül şekli konusunda bilgi verememektedir. VSEPR teoremi ise molekül şekli ve moleküldeki elektron çiftlerinin etkisini açıklamaktadır.

73 Atomik orbitallerMolekül

74 Bir molekülün elektronik yapısı, moleküler orbitallere elektronların aufbau sırasına göre yerleştirilmesiyle türetilir. Atomik orbitaller s, p, d, f gibi harflerle gösterilmesine karşın, moleküler orbitaller sigma(σ) ve pi(π) gibi yunan harfleriyle gösterilebilir. Moleküler Orbital Teori

75 -bağı: her bir atomdaki iki s orbitalinin örtüşmesi sonucu oluşur. Formaldehit (H 2 CO) -bağları -bağı: her bir atomdaki iki p orbitalinin örtüşmesi sonucu oluşur. -bağları -bağlarından daha zayıf gözüküyor!

76 Hidrojen Bağı Oluşumu 0.74 A H – H uzaklığı Enerji (KJ/mol) Brown, LeMay, Bursten, Chemistry The Central Science, 2000, page 318 etkileşim yok Çekimin artışı Dengelenmiş itme ve çekme kuvvetleri İtme artışı Potansiyel Enerji Diyagramı – itme ve çekme kuvvetleri (çekirdekler arası uzaklık)

77 Moleküler Orbitaller Bağ yapan orbitaller Bağ yapmayan orbitaller H atomik orbitalleriH 2 moleküler orbitalleri H 2 molekülünde Sigma moleküler orbitalinin oluşumu

78 Moleküler Orbitaller: Orbital diyagramı σ– bağ orbitalinin enerjisi türemiş olduğu her iki atomik orbitalin enerjisinden daha düşük olduğu halde σ*- antibağ orbitalinin enerjisi daha yüksektir.

79 Bağ sayısı Bağ sayısı = ½ ( bağ yapmış elektron sayısı - bağ yapmamış elektron sayısı) Bir bağ, bağ sayısı=1 tekli bağı İki bağ, bağ sayısı=2 çifte bağı Üç bağ, bağ sayısı=3 üçlü bağı Bağ sayısı=0, bağ oluşmadığını ifade eder. MO teorisi aynı zamanda kesirli rakamlarda bağların mümkün olduğunu da ifade eder, bağ sayısı= 1/2, 3/2, yada 5/2 gibi.

80 Moleküler Orbitaller: Orbital diyagramı H 2 molekülü için bağ sayısı= 1 He 2 molekülü için bağ sayısı= 0 H 2 molekülü mevcuttur He 2 molekülü mevcut değildir

81 1s21s2 1s21s2 1s 2s12s1 2s12s1 2s Li = 1s 2 2s 1 Li Li 2 Enerji Brown, LeMay, Bursten, Chemistry The Central Science, 2000, page 334 Moleküler Orbitaller: Orbital diyagramı

82 2s 2p Brown, LeMay, Bursten, Chemistry The Central Science, 2000, page Periyot elementleri için Moleküler Orbital diyagramı

83 2. Periyot elementlerinin aynı çekirdekli iki atomundan oluşmuş (homonükleer) molekülleri Bu moleküller için iki aufbau sırası vardır: 1. Li 2 den N 2 ye kadar olan moleküller 2. O 2 ve F 2 molekülleri

84 2s 2p O 2, F 2, Ne 2 B 2, C 2, N 2 2s – 2p orbitalleri arası etkileşimin artışı Brown, LeMay, Bursten, Chemistry The Central Science, 2000, page 338 π 2p moleküler orbital enerjileri

85 2s 2p Güçlü 2s – 2p etkileşimi Zayıf 2s – 2p etkileşimi 2s 2p C2C2 N2N2 B2B2 F2F2 Ne 2 O2O2 Bağ sayısı Bağ entalpisi (kJ/mol) Bağ uzunluğu (angstrom) Manyetik davranış Paramanyetik Diamanyetik Diamanyetik Paramanyetik Diamanyetik _____ Brown, LeMay, Bursten, Chemistry The Central Science, 2000, page 339

86 Manyetik özellikler PARAMANYETİZM – Bir veya birden çok eşleşmemiş elektron içeren moleküller manyetik bir alan tarafından oldukça güçlü çekilir. DiAMANYETİZM – Hiç eşleşmemiş elektron içermeyen moleküllerin manyetik alan tarafından çekimi oldukça zayıftır.

87 Bir örneğin manyetik özelliklerini inceleme deneyi Örnek manyetik bir alan etkisinde değil. Manyetik bir alan uygulanırsa, Diamanyetik bir molekül alan dışına doğru hareket ederek zayıf bir kütle çekimi oluşturur. Paramanyetik bir örnek ise alan içine doğru çekilerek kuvvetli bir kütle etkisi yaratır. Paramanyetizm diamanyetizmden daha kuvvetli bir etki yaratır. örnek NS NS NS Brown, LeMay, Bursten, Chemistry The Central Science, 2000, page 339


"Molekül Geometrisi. Ortadaki noktaya bakarak öne ve geriye doğru hareket ettiğinizde çemberlerin hareket ettiğini göreceksiniz…" indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları