Voda a CO2 a tvar molekul
Když se mě učitel u zkoušení zeptá, čím je daný tvar těchto molekul a proč nejsou lineární, mám říct, že nám to, jaký bude mít molekula tvar, určuje teorie hybridizace? Že záleží, jestli to bude sp3 neb sp2 a tak? Ale stejně mi nejde do hlavy, proč nejsou opravdu lineární, protože by si tak ty dva vodíky ve vodě "nepřekážely", protože určitě na sebe musí působit nějakými přitažlivými a odpudivým silami, kdežto takhle ....
Ještě jsem si našla, že je to kvůli dipólovému momentu. Myslela jsem, že dipólový moment je důsledkem vazby, ne příčinou vazeb. Mohl by mi prosím někdo jednoduše vysvětlit jaký mají učinek na prostorové uspořádání a vazby?
Ještě jsem si našla, že je to kvůli dipólovému momentu. Myslela jsem, že dipólový moment je důsledkem vazby, ne příčinou vazeb. Mohl by mi prosím někdo jednoduše vysvětlit jaký mají učinek na prostorové uspořádání a vazby?
Odpovědi
Diskuze
Naproti tomu v molekule CO2 je každý z obou kyslíkuů vázaný dvojnou vazbou, jsou tedy v molekule dvě vazby typu pí. Vazby typu pí se nemohou vytvářet mezi hybridizovanými orbitaly, proto dojde u atomu uhlíku k hybridizaci sp. Dva hybridizované orbitaly umístí na protilehlé strany své hlavní laloky, tedy ve směru osy x. V rovině kolmé na tuto přímku budou laloky nehybridizovaných p-orbitalů, jeden p-orbital podél osy y, druhý p-orbital podél osy z. Nehybridizované p-orbitaly pak vytvoří vazby pí s oběma kyslíky. V důsledku toho bude molekula přísně lineární s parciálním kladným nábojem uprostřed a parciálními zápornými náboji na obou koncích. Ve bodném roztoku se na kladně nabitý uhlík připojí molekula vody některým z volných párů na atomu kyslíku molekuly vody. Tak zanikne jedna z dvojných vazeb a oba elektrony zaniklé dvojné vazby si ponechá kyslík. Nově vytvořená vazba sigma způsobí pokles parciálního záporného náboje atomu kyslíku v molekule vody a z molekuly vody se odštěpí proton - vznikne hydrogenuhličitanový aniont HCO3- ( H-O-CO2-). Dvojnou vazbu budou oba kyslíky sdílet mezomerií. Hybridizace atomu uhlíku se změní na sp2 a hlavní laloky hybridizovaných laloků budou směřovat do vrcholů rovnoramenného trojúhelníka. Kolmo na jeho rovinu budou směřovat oba laloky nehybridizovaného orbitalu p, který bude tvoři pí-vazbu, sdílenou oběma kyslíky.
Dipólový moment jednotlivých vazeb může zesilovat působení volných elektronových párů na okolní molekuly a může také přispívat k vyvolání hybridizace. Tak silně polární vazby O-H v molekule vody zvyšují elektronovou hustotu na malém atomu kyslíku, což podpoří hybridizaci. Naproti tomu v sulfanu díky menší polaritě vazby a většímu poloměru atomu síry k hybridizaci nedojde. Přesto, že i tady má atom síry dva volné elektronové páry, je dipólový moment molekuly velmi malý, úhhel vazes H-S-H je asi 92°(laloky nehybridizovaných p-orbitalů svírají úhel 90°) a to způsobuje výrazný rozdíl fyzikálních vlastností mezi vodou a sulfanem. Mezi sulfanem a selanem zdaleka takové rozdíly nejsou. Podobné rozdíly najdeme třeba mezi amoniakem a fosfanem.
Stačí?