wyklad 20 intra wydruk

1

Copyright © 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved.

1. Układ okresowy – metale i niemetale2. Oddziaływania inter- i intramolekularne3. Ciała stałe – rodzaje sieci krystalicznych4. Przewodnictwo ciał stałych

Chemia nieorganiczna

1H3Li11Na19K37Rb55Cs87Fr

4Be12Mg20Ca38Sr56Ba88Ra

21Sc39Y57La89Ac

22Ti40Zr72Hf104Unq

23V41Nb73Ta105Unp

24Cr42Mo74W106Unh

25Mn43Tc75Re107Uns

26Fe44Ru76Os108Uno

27Co45Rh77Ir109Une

110Uun

111Uuu

28Ni46Pd78Pt

29Cu47Ag79Au

30Zn48Cd80Hg

31Ga49In81Tl

5B13Al

32Ge50Sn82Pb

6C14Si

33As51Sb83Bi

7N15P

34Se52Te84Po

8O16S

9F17Cl35Br53I85At

10Ne18Ar36Kr54Xe86Rn

2He

1

2 13 14 15 16 17

18

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pierwiastki

metale

niemetale

2



21Sc39Y57La89Ac

22Ti40Zr72Hf104Unq

23V41Nb73Ta105Unp

24Cr42Mo74W106Unh

25Mn43Tc75Re107Uns

26Fe44Ru76Os108Uno

27Co45Rh77Ir109Une

110Uun

111Uuu

28Ni46Pd78Pt

29Cu47Ag79Au

30Zn48Cd80Hg

31Ga49In81Tl

5B13Al

32Ge50Sn82Pb

6C14Si

33As51Sb83Bi

7N15P

34Se52Te84Po

8O16S

9F17Cl35Br53I85At


2He

1

2 13 14 15 16 17

18

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

gazy

ciecze

Pierwiastki

Oddziaływania intra- i intermolekularne

Jakie siły wiążą cząsteczki pomiędzy sobą?

3

Rodzaje oddziaływań

l Jonowel Dipolowel Dyspersyjne


jon-jon (intra)dipol-dipol (inter)dipol indukowany-dipol indukowany (inter)

siła

odd

ział

ywan

ia




+ -

e

4




+δ -δcząsteczki spolaryzowane=dipole




+δ -δcząsteczki spolaryzowane=dipolemoment dipolowy ≠0

µ = = δ . . l

5




AttractionRepulsion

+– +–

+–

+

–

– +

+–

+

––

+–

+– +cząsteczki polarne=dipolemoment dipolowy ≠0

µ = = δ . . l




cząsteczka H2O

(b)

H

Lone pair

Bondingpair

Bondingpair

Lone pair

HO

HH

O

-

+

6




Wiązania wodorowerodzaj oddziaływania:90% dipol-dipol10% kowalencyjne

cząsteczka H2O

HH

O

-

+H

H

OH

H

OH

H

O

-

+

-

+




Wiązania wodorowerodzaj oddziaływania:90% dipol-dipol10% kowalencyjne

cząsteczka H2O

HH

O

-

+H

H

OH

H

OH

H

O

-

+

-

+

7




Wiązania wodorowe10_210

– 100

0

100

– 200

Tem

pera

tura

wrz

enia

, °C

okres2 3 4 5

H2O

Groupa 6A

Groupa 7A

Groupa 5A

Groupa 4A

HF

NH 3

CH 4

SiH 4

GeH 4

SnH 4

HISbH3

H2Te

H 2SH2Se

HClAsH 3

HBr

PH3

10_210

– 100

0

100

– 200

Tem

pera

tura

wrz

enia

, °C

okres2 3 4 5

H2O

Groupa 6A

Groupa 7A

Groupa 5A

Groupa 4A

HF

NH 3

CH 4

SiH 4

GeH 4

SnH 4

HISbH3

H2Te

H 2SH2Se

HClAsH 3

HBr

PH3



21Sc39Y57La89Ac

22Ti40Zr72Hf104Unq

23V41Nb73Ta105Unp

24Cr42Mo74W106Unh

25Mn43Tc75Re107Uns

26Fe44Ru76Os108Uno

27Co45Rh77Ir109Une

110Uun

111Uuu

28Ni46Pd78Pt

29Cu47Ag79Au

30Zn48Cd80Hg

31Ga49In81Tl

5B13Al

32Ge50Sn82Pb

6C14Si

33As51Sb83Bi

7N15P

34Se52Te84Po

8O16S

9F17Cl35Br53I85At


2He

1

2 13 14 15 16 17

18

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

metale

niemetale


Wiązania wodorowe

8




Wiązania wodoroweRodzaj atomów: - duża elektroujemność- małe rozmiary- wolna para elektronowa

Charakter wiązania- wiązanie donorowo-

akceptorowe- orbitale molekularne

zdelokalizowane- energia wiązania ∼20kJ/mol




DNA

Wiązania wodorowe

9




atomy lub cząsteczki niepolarnemoment dipolowy =0

oddziaływania Londona, Van der Waalsa

polaryzowalność≠0moment dip. indukowany




211

Atom A Atom BNo polarization

Atom A Atom BInstantaneous dipole on atom Ainduces a dipole on atom B

Atom A Atom B

δ+δ–

δ+δ– δ+δ–

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

No polarization

Instantaneous dipole on molecule Ainduces a dipole on molecule B

Molecule A Molecule B



H H H H

δ+δ–δ+δ–

δ+δ–

H H H H

H H H H

polaryzowalność≠0moment dip. Indukowany

zależy od rozmiarów cząsteczek

10




-111.9Xe

-157.3Kr

-189.4Ar

-248.6Ne

-269.7He*

Temperatura krzepnięcia, °C

Pierwiastek

p=1 atm

* p>1 atmFilm: LONDON.MOV


Rodzaje oddziaływańPrzykład 1 Jakie oddziaływania występują pomiędzy cząsteczkami?

NH4Cl CF3(CF2CF2)nCF3 (teflon)CH3(CH2CH2)nCH3 (polietylen)CHCl3BaSO4P4NOBF3

11


Rodzaje oddziaływańPrzykład 2 Dla której cząsteczki w parze oddziaływania intermolekularne są większe?

CO2 OCS PF3 PF5CH3CH2CH2NH2 NH2CH2CH2NH2HF HBrSO3 SO2CH3OH H2CO


Rodzaje oddziaływańPrzykład 3 Uzasadnij różnice w temperaturach wrzenia:

CH3CH2CH2CH2CH3 36.2 oC

CH3

CH3 CH3

CH3

C 9.5 oC

n-pentan

neopentan

12



CH3OCH3 -25 oC eter dimetylowy

alkohol etylowyCH3CH2OH 79 oC



n-propanCH3CH2CH3 -42 oC

CH3CH2CH2CH2CH3 36.2 oC n-pentan

13



n-propanCH3CH2CH3 -42 oC

CH3OCH3 -25 oC eter dimetylowy



LiCl 1360 oC

HCl -85 oC

14

Ciała stałe

Struktury krystaliczne1. Co to jest sieć krystaliczna?2. Jakie są rodzaje sieci?3. Jakie są rodzaje krystalicznych ciał stałych?

Simple cubic

Poloniummetal

Ciała stałe

Struktury krystalicznekomórka elementarna

typ sieci przykład

regularna

15

Ciała stałe

Struktury krystaliczne

Body-centered cubic

Uraniummetal

komórka elementarna

typ sieci przykład

bccregularna przestrzennie centrowana

Face-centered cubic

Goldmetal

Ciała stałe

Struktury krystalicznekomórka elementarna

typ sieci przykład

fccregularna płasko centrowana

16

Simple cubic

Body-centered cubic

Face-centered cubic

Unit cell Lattice Example

Poloniummetal

Uraniummetal

Goldmetal

Ciała stałe


Ciała stałe


Jak je określać?

XRD – X-ray diffractiondyfrakcja promieni rentgenowskich

17

Ciała stałe

Struktury krystaliczneXRD – X-ray diffractiondyfrakcja promieni rentgenowskich

θ θd

θ θw

y

x z

promienie padające promienie odbite

( )θλ sin2 ⋅= dnRównanie Braggów

Ciała stałe

Rodzaje krystalicznych ciał stałych

= Cl−

= Na+ = H2O= C

atomowe jonowe molekularne

18

Ciała stałe

Rodzaje krystalicznych ciał stałych

jonowejonowe

jonyjony

jonowe

dipolowedipolowedyspersyjnedyspersyjne

czcząąsteczkisteczki

molekularne

dyspersyjnedyspersyjnekowalencyjne kowalencyjne skierowaneskierowane

kowalencyjne kowalencyjne zdelokalizowanezdelokalizowane

wiwiąązania/zania/oddziaoddziałływaniaywania

atomy gr. 8atomy gr. 8atomy niemetaluatomy niemetaluatomy metaluatomy metaluw ww węźęźle siecile sieci

Grupa 8Grupa 8Niemetaliczne/Niemetaliczne/kowalencyjne kowalencyjne

metalicznemetaliczne

atomowe

Sieci krystaliczne

atomowe

19



21Sc39Y57La89Ac

22Ti40Zr72Hf104Unq

23V41Nb73Ta105Unp

24Cr42Mo74W106Unh

25Mn43Tc75Re107Uns

26Fe44Ru76Os108Uno

27Co45Rh77Ir109Une

110Uun

111Uuu

28Ni46Pd78Pt

29Cu47Ag79Au

30Zn48Cd80Hg

31Ga49In81Tl

5B13Al

32Ge50Sn82Pb

6C14Si

33As51Sb83Bi

7N15P

34Se52Te84Po

8O16S

9F17Cl35Br53I85At


2He

1

2 13 14 15 16 17

18

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Metale

metale

niemetale

Metale

Sposoby ciasnego upakowania sieci

20

Metale


8

Atom in third layerlies over atom infirst layer.

Top view

hcp

1 23

46

5

789

111210

sieć heksagonalna - hcp

A

B

A

Metale


sieć hcp fcc

21

fcc hcp

Metale


0.13320.1332HCPHCPZincZinc0.13710.1371BCCBCCTungstenTungsten0.14450.1445HCPHCPTitaniumTitanium ((AlphaAlpha))0.14300.1430BCCBCCTantalumTantalum0.14450.1445FCCFCCSilverSilver0.13870.1387FCCFCCPlatinumPlatinum0.12460.1246FCCFCCNickelNickel0.13630.1363BCCBCCMolybdenumMolybdenum0.15990.1599HCPHCPMagnesiumMagnesium0.17500.1750FCCFCCLeadLead0.12410.1241BCCBCCIronIron ((AlphaAlpha))0.14420.1442FCCFCCGoldGold0.12780.1278FCCFCCCopperCopper0.12530.1253HCPHCPCobaltCobalt0.12490.1249BCCBCCChromiumChromium0.14900.1490HCPHCPCadmiumCadmium0.14310.1431FCCFCCAluminumAluminum

AtomicAtomic RadiusRadius ((nmnm))CrystalCrystal StructureStructureMetalMetal

MetalePrzykłady

22

Metale

Wiązania – struktura pasmowa

3s1

Na

1 2 3 4

ener

gia

Metale

Wiązania – struktura pasmowa

ener

gia

16 6⋅1023

pasmo przewodnictwa

23

Metale

Przwodniki – struktura pasmowa

3s

Na

ener

gia

najwyższy obsadzony poziom

3p najniższy nieobsadzony poziom

pasmo przewodnictwa

pasmo walencyjne

wyklad 20 intra wydruk

Documents