HEMIJSKA VEZA

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

U stvaranju hemijske veze među atomima učestvuju samo elektroni u najvišem energetskom nivou ‐ valentni elektroni

Kovalentna nepolarna

Kovalentna polarna

Atomi teže da postignu oktet elektrona na poslednjem energetskom nivou

Postiže otpuštanjem ili primanjem endash ili sparivanjem endash različitih atoma

Jonska veza

HEMIJSKA VEZA

Jonska veza

Postizanje stabilne elektronske konfiguracije ‐ otpuštanje ili primanje valentnih endash

11Na(1s22s22p63s1) rarr Na+(1s22s22p6) + endash

17Cl(1s22s22p63s23p5) + endashrarr Clndash(1s22s22p63s23p6)[Ar]

[Ne]

Elektrostatičko privlačenje suprotno naelektrisanih jona ‐ jonska veza

Jonska krsitalna rešetka

JONSKA VEZA

Na + Cl rarr Na+ + Cl ndash rarr Na+Clndash

atomi joni

jonsko jedinjenje

Prikaz nastajanja jonske veze po Luisu

donor endash akceptor endash

Nastanak jona od atoma je olakšan ukoliko je‐ elektronska konfiguracija jona stabilna‐ naelektrisanje jona malo‐ prečnik atoma veliki u slučaju katjona (veći atomi lakše otpuštaju endash)odnosno mali u slučaju anjona (manji atomi lakše primaju endash)

KATJON ANJON

JONSKA VEZA

KATJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa malom Ei i Eea

‐ Grade ih atomi svih metalasvi s‐ neki p‐ svi d‐ i svi f‐elementi

‐ Uklanjanje više endash iz atoma je energetski nepovoljno

Ein gt gt Ei3 gt Ei2 gt Ei1

najčešći katjoni sa naelektrisanjem +1 i +2

JONSKA VEZA

Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa

11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]

20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]

56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2

[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]

KATJONI

JONSKA VEZA

KATJONI

+ 2+ 1

JONSKA VEZA

KATJONI

Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom

nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa

JONSKA VEZA

Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd

30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10

30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10

KATJONI

Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd

82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2

82Pb2+ 5s25p65d106s2

50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2

50Sn2+ 4s24p64d105s2

inertan elektronski par

konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa

JONSKA VEZA

ANJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea

‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)

‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)

‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa

8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4

17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

HEMIJSKA VEZA

Jonska veza

Postizanje stabilne elektronske konfiguracije ‐ otpuštanje ili primanje valentnih endash

11Na(1s22s22p63s1) rarr Na+(1s22s22p6) + endash

17Cl(1s22s22p63s23p5) + endashrarr Clndash(1s22s22p63s23p6)[Ar]

[Ne]

Elektrostatičko privlačenje suprotno naelektrisanih jona ‐ jonska veza

Jonska krsitalna rešetka

JONSKA VEZA

Na + Cl rarr Na+ + Cl ndash rarr Na+Clndash

atomi joni

jonsko jedinjenje

Prikaz nastajanja jonske veze po Luisu

donor endash akceptor endash

Nastanak jona od atoma je olakšan ukoliko je‐ elektronska konfiguracija jona stabilna‐ naelektrisanje jona malo‐ prečnik atoma veliki u slučaju katjona (veći atomi lakše otpuštaju endash)odnosno mali u slučaju anjona (manji atomi lakše primaju endash)

KATJON ANJON

JONSKA VEZA

KATJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa malom Ei i Eea

‐ Grade ih atomi svih metalasvi s‐ neki p‐ svi d‐ i svi f‐elementi

‐ Uklanjanje više endash iz atoma je energetski nepovoljno

Ein gt gt Ei3 gt Ei2 gt Ei1

najčešći katjoni sa naelektrisanjem +1 i +2

JONSKA VEZA

Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa

11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]

20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]

56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2

[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]

KATJONI

JONSKA VEZA

KATJONI

+ 2+ 1

JONSKA VEZA

KATJONI

Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom

nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa

JONSKA VEZA

Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd

30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10

30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10

KATJONI

Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd

82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2

82Pb2+ 5s25p65d106s2

50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2

50Sn2+ 4s24p64d105s2

inertan elektronski par

konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa

JONSKA VEZA

ANJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea

‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)

‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)

‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa

8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4

17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

Na + Cl rarr Na+ + Cl ndash rarr Na+Clndash

atomi joni

jonsko jedinjenje

Prikaz nastajanja jonske veze po Luisu

donor endash akceptor endash

Nastanak jona od atoma je olakšan ukoliko je‐ elektronska konfiguracija jona stabilna‐ naelektrisanje jona malo‐ prečnik atoma veliki u slučaju katjona (veći atomi lakše otpuštaju endash)odnosno mali u slučaju anjona (manji atomi lakše primaju endash)

KATJON ANJON

JONSKA VEZA

KATJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa malom Ei i Eea

‐ Grade ih atomi svih metalasvi s‐ neki p‐ svi d‐ i svi f‐elementi

‐ Uklanjanje više endash iz atoma je energetski nepovoljno

Ein gt gt Ei3 gt Ei2 gt Ei1

najčešći katjoni sa naelektrisanjem +1 i +2

JONSKA VEZA

Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa

11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]

20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]

56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2

[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]

KATJONI

JONSKA VEZA

KATJONI

+ 2+ 1

JONSKA VEZA

KATJONI

Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom

nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa

JONSKA VEZA

Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd

30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10

30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10

KATJONI

Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd

82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2

82Pb2+ 5s25p65d106s2

50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2

50Sn2+ 4s24p64d105s2

inertan elektronski par

konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa

JONSKA VEZA

ANJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea

‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)

‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)

‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa

8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4

17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

KATJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa malom Ei i Eea

‐ Grade ih atomi svih metalasvi s‐ neki p‐ svi d‐ i svi f‐elementi

‐ Uklanjanje više endash iz atoma je energetski nepovoljno

Ein gt gt Ei3 gt Ei2 gt Ei1

najčešći katjoni sa naelektrisanjem +1 i +2

JONSKA VEZA

Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa

11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]

20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]

56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2

[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]

KATJONI

JONSKA VEZA

KATJONI

+ 2+ 1

JONSKA VEZA

KATJONI

Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom

nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa

JONSKA VEZA

Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd

30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10

30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10

KATJONI

Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd

82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2

82Pb2+ 5s25p65d106s2

50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2

50Sn2+ 4s24p64d105s2

inertan elektronski par

konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa

JONSKA VEZA

ANJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea

‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)

‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)

‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa

8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4

17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

Svi s‐ neki p‐ i neki d‐elementi grade katjone sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (prethodnog) plemenitog gasa

11Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]

20Ca [Ar]3s2 Ca2+ [Ar]

56Ba 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2

[Xe]6s2 56Ba2+ [Xe]

KATJONI

JONSKA VEZA

KATJONI

+ 2+ 1

JONSKA VEZA

KATJONI

Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom

nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa

JONSKA VEZA

Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd

30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10

30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10

KATJONI

Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd

82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2

82Pb2+ 5s25p65d106s2

50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2

50Sn2+ 4s24p64d105s2

inertan elektronski par

konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa

JONSKA VEZA

ANJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea

‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)

‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)

‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa

8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4

17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

KATJONI

+ 2+ 1

JONSKA VEZA

KATJONI

Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom

nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa

JONSKA VEZA

Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd

30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10

30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10

KATJONI

Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd

82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2

82Pb2+ 5s25p65d106s2

50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2

50Sn2+ 4s24p64d105s2

inertan elektronski par

konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa

JONSKA VEZA

ANJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea

‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)

‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)

‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa

8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4

17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

KATJONI

Prelazni elementi u grupama 3 ndash 12 i metali u grupama 13 ndash 15 grade katjonesa naelektrisanjem +1 +2 i +3 koji većinom

nemaju elektronsku strukturu plemenitog gasa

JONSKA VEZA

Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd

30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10

30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10

KATJONI

Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd

82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2

82Pb2+ 5s25p65d106s2

50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2

50Sn2+ 4s24p64d105s2

inertan elektronski par

konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa

JONSKA VEZA

ANJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea

‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)

‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)

‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa

8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4

17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

Mnogi elementi grade jone sa 18 endash na poslednjem energetskom nivou (ns2np6nd10) rarr Cu+ Zn2+ Ag+ Cd2+ itd

30Zn 1s22s22p63s23p64s23d10 [Ar]4s23d10

30Zn2+ 1s22s22p63s23p63d10 [Ar]3d10

KATJONI

Neki p‐elementi grade jone sa 18+2 endash na pretposlednjem i poslednjem energetskom nivou rarr Pb2+ Sn2+ Bi3+ itd

82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2

82Pb2+ 5s25p65d106s2

50Sn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2

50Sn2+ 4s24p64d105s2

inertan elektronski par

konfiguracija pseudo‐plemenitog gasa

JONSKA VEZA

ANJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea

‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)

‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)

‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa

8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4

17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

ANJONI

‐ Nastaju od atoma elemenata sa velikom Ei i Eea

‐ Grade ih samo neki p‐elementi (16 i 17 grupa i azot)

‐ Prosti anjoni nikada nemaju naelektrisanje veće od 2 (izuzetak nitrid‐jon)

‐ Nastaju anjoni sa stabilnom elektronskom konfiguracijom (narednog) plemenitog gasa

8O2ndash 1s22s22p6 [Ne]8O 1s22s22p4 [He]2s22p4

17Clndash 1s22s22p63s23p6 [Ar]17Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

ANJONI ndash 2 ndash 1

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

+

atom katjon

minus

Anjon je veći od atoma nemetala od koga je nastaoatom anjon

Katjon je manji od atoma metala od koga je nastao

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

Jonski poluprečnik

[Ne]

1 2

Trendovi jonskih poluprečnika odgovarajućih jonaisti kao trendovi atomskih

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

Struktura jonskih jedinjenja

NaCl

‐ grade kristalne rešetke

‐ jonska veza nije usmerena u prostoru

formulska jedinica NaCl

‐manji joni većeg naelektrisanjajača jonska veza

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec

Energija koja se oslobađa pri nastajanju jednog mola kristala odpojedinačnih beskonačno udaljenih jona u gasovitom stanju

A+(g) + Bndash(g) rarr A+Bndash(c) ΔrH = Ec

Određivanje Ec ndash pomoću Born‐Haberovog ciklusa (Hesov zakon)

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

Energija kristalne rešetke Ec Born‐Haberov ciklus

ΔsubH= 155 kJ molndash1

(12)ΔdH = 79 kJ molndash1

Ei =520 kJ molndash1 ΔiH =

Eea =ndash 328 kJ molndash1

Ec =

ΔrH=ΔfH = ndash 590 kJ molndash1

ΔrH = ΔfH = ΔsubH(Li) + 12 ΔdH(F2) + Ei(Li) + Eea(F) + Ec

Ec = ndash 1016 kJ mol ndash1

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

Kristalne supstance tvrde i krteVisoke temperature topljenja do preko 2000 oC

2)( +minus

minus+

+minus=

rrQQ

constFVeće privlačne sile veće temperature topljenja

JedinjenjeNaelektrisanje jona

Zbir poluprečnika(r+ +r‐) pm

Temperatura topljenja oC

NaCl 1+ 1‐ 102 181 800

BaO 2+ 2‐ 135 140 1920

MgO 2+ 2‐ 72 140 2800

Razlika u naelektrisanju Razlika u jonskom radijusu

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

JONSKA VEZA

SVOJSTVA JEDINJENJA SA JONSKOM VEZOM

U rastopima i rastvorima provode električnu struju

U čvrstom stanju ne provode električnu struju joni

Dobra rastvorljivost (uz izuzetke) u polarnim rastvaračima

vezani

slobodni

Loša rastvorljivost svih jonskih jedinjenja u nepolarnim rastvaračima

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

Atomi mogu da steknu stabilnu konfiguraciju plemenitog gasa tako štosa nekim drugim atomom obrazuju zajednički elektronski par

ELEKTRONSKA TEORIJA VALENCE

H HH H+

1s21s2

F

9F 1s22s22p5

H + F

H1s2 1s22s22p6

Stvaranjem okteta elektrona postiže se stabilna elektronska konfiguracija

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

Hndash F

KOVALENTNA VEZA

LUISOVE STRUKTURE PRAVILO OKTETA

HndashH H H F

H

kovalentna veza

slobodni elektronski parovi

valentni elektroni su predstavljeni tačkama

H F

kovalentna veza

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

CH

H

H

HndashndashCndashndashndashndash

KOVALENTNA VEZA

jednostruke veze

O

ndash ndashH Hndash F

H HN

ndash ndash H

ndashH

CndashH Hndash

H

ndashHndash

NndashH HndashH

ndashHndash +

dvostruka veza

ndashndashNndashN

trostruka veza

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

ndash

KOVALENTNA VEZA

Koordinativna veza

NndashHH

Hndash

ndash B Clndash

Cl

ndashClndash

+ ndashNndashHH

HndashB Clndash

Cl

ndashClndash

Donor elektronskog para

Akceptor elektronskog para

koordinativna veza

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

PISANJE LUISOVIH STRUKTURA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

2 Nacrtati skelet strukture dotične čestice povezujući atomejednostrukim vezama

3 Odrediti broj valentnih elektrona preostalih za dalju raspodelu

4 Odrediti broj valentnih elektrona potrebnih za dostizanje okteta kod svakog atomaa) broj raspoloživih (3) = broj potrebnih (4)

b) broj raspoloživih (3) lt broj potrebnih (4)pretvoriti jednostruke veze u višestruke (C N S i O)‐ u manjku 2 elektrona rarr jedna dvostruka‐ u manjku 4 elektrona rarr jedna trostruka ili dve dvostruke

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

1 Utvrditi koliko ima valentnih elektrona

Grupa 1 2 13 14 15 16 17

Broj valentnih endash 1 2 3 4 5 6 7

Anjonima se dodaje endash za svako negativno naelektrisanje

Katjonima se oduzima endash za svako pozitivno naelektrisanje

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

OClndash

1 broj valentnih elektrona ndash 6 (iz O) + 7 (iz Cl) + 1 (od naelektrisanja) = 14

2 skelet strukture

[Ondash Cl ]ndash

3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 2 = 12

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet6 (za O) + 6 (za Cl) = 12

nema višestrukih veza

[Ondash Cl ]ndash

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

CH4O1 broj valentnih elektrona ndash 4 (iz C) + 4 (za H) + 6 (iz O) = 14

2 skelet strukture HHndashC ndash O ndash H

H3 broj elektrona preostalih za raspodelu14 ndash 10 = 4

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 (za O)

nema višestrukih vezaH

HndashC ndash O ndash HH

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

N2

1 broj valentnih elektrona ndash 2x5 = 10

2 skelet struktureNndashN

3 broj elektrona preostalih za raspodelu10 ndash 2 = 8

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet2 x 6 (za N) = 12

jedna trostruka veza

NequivN

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

Rezonantne strukture

SO O

SO O

rezonantne strukture

stvarna struktura ndash rezonantni hibrid

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

N

O

O O

ndash

U molekulu SO2 postoji samo jedna vrsta veze

Struktura molekula ne može da se prikaže jednom Luisovom strukturnom formulom

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

Cl ndashBe ndash Cl

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

1 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa manje od osam elektrona

BeCl2 4Be 1s22s2

B

F

F F

Lako gradi koordinativne veze

BF3 5B 1s22s22p1

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona(jedinjenja elemenata od treće periode)

P ndash okružen sa 10 elektronaS ndash okružen sa 12 elektrona

prošireni oktet

SF6PCl5

15P 1s22s22p63s23p3 16S 1s22s22p63s23p4

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

2 Jedinjenja u kojima je centralni atom okružen sa više od osam elektrona

XeF4

2 skelet strukture

3 broj elektrona preostalih za raspodelu36 ndash 8 = 28

4 broj elektrona potrebnih da svaki atom postigne oktet4 x 6 (za F) = 24

4 elektrona viška

1 broj valentnih elektrona ndash 8 (iz Xe) + 4x7 (iz F) = 36

F

Fndash Xe ndash F F

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

Izuzeci od pravila okteta

3 Jedinjenja sa neparnim brojem valentnih elektrona

NO broj valentnih elektrona = 5 + 6 = 11

NO2 broj valentnih elektrona = 5 + 6 x 2 = 17

neparan broj valentnihelektrona

Ispravna Luisova struktura ndash neparan broj elektrona (manje od 8) se pripisujemanje elektronegativnom atomu

N

O O

NO O

N=O

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA

GRAĐA MOLEKULA = GEOMETRIJSKI OBLIK

X2 X ndash X

XY2

Y ndash X ndash Y

XY Y

ndashndash

VSEPR ndash model odbijanja elektonskih parova u valentnoj ljusci

rdquovalence‐shell electron‐pair repulsion modelrdquo

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX2 Linearno 180 o BeF2

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX3trougaono planarno

120o BF3

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX4 tetraedarsko 1095 o CH4

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX5trougaono

bipiramidalno

90 o

120 o

180 oPF5

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

GRAĐA MOLEKULA AKO CENTRALNI ATOM NE SADRŽISLOBODNE ELEKTRONSKE PAROVE

Tip čestice Usmerenje elektronskih

parova

Očekivani ugao između

veza

Primer Skica

AX6 oktaedarsko90 o

180 oSF6

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

1 Prostorni raspored elektronskih parova je približno isti kao kadapostoje samo zajednički elektronski parovi

2 Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma) je sasvimrazličit kada su prisutni slobodni elektronski parovi

ALI

AXnEmcentralniatom

periferni atom(zajednički elektronski par)

slobodnielektronski par

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3 BF3

H ndash N ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

ndash

H

NH3trougaona piramida

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

H2O BeF2

H ndash O ndash H ima isti broj elektronskih parova kao CH4

H2Osavijena građa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

NH3CH4

AX4 AX3EProstorni raspored elektronskih parova

AX2E2

H2O

Građa molekula (prostorni raspored prisutnih atoma)

Tetraedar Trougaonapiramida

Savijenjagrađa

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

UTICAJ SLOBODNIH ELEKTRONSKIH PAROVA NA GRAĐU MOLEKULA

Ukupan broj elektronskih

parova

Tip čestice

Ugao između veza

Građa molekula Primeri

2AX2 180 o Linearna BeF2

3AX3AX2E

120 o

lt 120 oTrougaona planarna

SavijenaBF3 SO3GeF2 SO2

4AX4AX3EAX2E2

1095 o

lt 1095 o

lt 1095 o

TetraedarTrougaona piramida

Savijena

CH4NH3H2O

Slobodni endash parovi zauzimaju više prostora od zajedničkih pa su uglovi između veza manji nego kod tetraedra

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

F ndash Be ndash F O = C = O

CO2 O = C = O

‐ u pogledu građe molekula višestruka veza = jednostruka veza

linearni molekul

Građu molekula sa jednim centralnim atomom određuje‐ broj perifernih atoma vezanih za centralni atom bez obzira na vrstu veze među tim atomima

‐ broj slobodnih elektronskih parova oko centralnog atoma

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

OndashCl ndash O O

KOVALENTNA VEZA

VIŠESTRUKE VEZE I GRAĐA MOLEKULA

ClO3 NO3

TipAX3E

TipAX3

N2O

Trougaona planarna

ndash N

Trougaona piramida

Ugao između vezanešto manji od

tetraedarskog 1095o

O

O O

ndashndashndash

Ugao između veza120o

N = N = O

TipAX2

Linearna građa

Ugao između veza180o

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNE VEZEI MOLEKULI

POLARNE (POLARNI)

Nesimetrična raspodela elektronaPostoji negativan i pozitivan pol rarr dipol

NEPOLARNE (NEPOLARNI)

Simetričan raspored elektronaNe postoji pozitivan i negativan pol

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

H2HF

simetrična raspodelaelektronske gustine

NEPOLARNAVEZA

nesimetrična raspodelaelektronske gustine

POLARNAVEZA

Razlika u elektonegativnosti

Δχ = χ(F) ndash χ(H)= 40 ndash 22 = 18

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

U nepolarnom molekulu ne postoji pozitivni i negativni polU polarnom molekulu postoji pozitivni (δ+) i negativni pol (δndash) ndash dipoli

DIPOLNI MOMENT (micro)ndash veličina težnje molekula da se orijentiše u el polju

H2 micro = 0 HF micro ne 0 Hδ+ndash Fδndash

elektrodaelektroda

ndash +

POLARNOST KOVALENTNE VEZE

HigraveF

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Merilo sposobnosti jednog od atoma vezanog kovalentnom vezom u molekulu AB da delimično privuče elektronski par

Energija polarne kovalentne veze

Energije nepolarne kovalentne veze

gt

Za iznos ΔEAndashB

Poling 2)(Δ ABBA χχkE minus=minus Fluoru pripisao χ = 40

Miliken 2)( eai EE

χ+

=

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Rastenajveća

40

Rastenajmanja

Relativni koeficijenti elektronegativnosti

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

ELEKTRONEGATIVNOST

Razlika elektronegativnosti za procenu polarnosti veze

Δχ = 0 nepolarna kovalentna veza

0 lt Δχ lt 19 polarna kovalentna veza

Δχ gt 19 jonska veza

C=S Δχ = χ(S) ndash χ(C) = 25 ndash 25 = 0 nepolarna kovalentna veza

C=O Δχ = χ(O) ndash χ(C) = 35 ndash 25 = 10 polarna kovalentna veza

HndashF Δχ = χ(F) ndash χ(H) = 40 ndash 21 = 19 polarna kovalentna veza

LindashF Δχ = χ(F) ndash χ(Li) = 40 ndash 10 = 30 jonska veza

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

Molekuli sa jednom polarnom vezom su uvek polarni

Kod molekula sa više polarnih veza postojanje dipolnog momenta određuje građa molekula

igraveeuml

BeF2 H2O

simetričan ndash nepolaransavijen ndash polaran

igraveeuml

BF3NH3

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

POLARNOST MOLEKULA

CCl4 CHCl3

simetričan ndash nepolaran

NEPOLARAN MOLEKUL ndash ako su polarne veze simetrično raspoređeneoko centralnog atoma

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

SO2 BF3

TipAX3

CO2

TipAX2E

Savijena građa

TipAX2

Linearna

SO O

B

F

F F

Trougaona planarna

O = C = O

POLARANNEPOLARAN

NEPOLARAN

Molekuli tipa AX2 AX3 i AX4 su nepolarni

Molekuli tipa AX2E AX2E2 i AX3E su polarni

POLARNOST MOLEKULA

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Rastojanje između jezgara atoma vezanih kovalentnom vezom

1 Zavisi od veličine atoma ali uglavnom nije jednaka zbiru atomskihpoluprečnika atoma

Atomski poluprečnici

d(A‐B) ne rA + rB

d

Odstupanje je veće ukoliko je veza polarnija

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

DUŽINA KOVALENTNE VEZE

Veza A‐B rA+rB pm d(A‐B) pm Odstupanjepm

H‐F 109 92 17

H‐Cl 136 127 9

H‐Br 151 141 10

H‐I 170 161 9

Raste sa povećanjem atoma halogena Odstupanje usled polarnosti veze

2 Višestruke veze su kraće od jednostrukih (i jače)

CndashC C=C CequivCRed veze 1 2 3Dužina veze (pm) 154 134 120

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

ENERGIJA KOVALENTNE VEZE

Energija potrebna da se u 1 molu molekula A‐B u gasovitom stanju raskine kovalentne veza i dobije po 1 mol atoma A i atoma B u gasovitom stanju

AB(g) rarr A(g) + B(g) ΔdisH =EA‐B

Energija polarne kovalentne veze je veća od energije nepolarne kovalentne veze

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

KOVALENTNE SUPSTANCE

MOLEKULSKE (polarne i nepolarne)

MAKROMOLEKULSKE

Nepolarne kovalentne supstance‐ uglavnom gasovite‐ tečnosti su niske temperature ključanja‐ čvrste su niske temperature topljenja‐ loše se rastvaraju u polarnim a dobro u nepolarnim rastvaračima‐ rastvori ne provode el struju

Polarne kovalentne supstance‐ dobro se rastvaraju u polarnim rastvaračima (često uz jonizaciju)‐ rastvori provode el struju

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

KOVALENTNA VEZA

SVOJSTVA SUPSTANCI SA KOVALENTNIM VEZAMA

MAKROMOLEKULSKE NEORGANSKE KOVALENTNE SUPSTANCEAtomi povezani kovalentnim vezama grade trodimenzione ili dvodimenzione rešetke

Grafit ‐ Cgraf Dijamant ‐ Cdijam Kvarc ‐ SiO2

‐visoke temperature topljenja ndash grafit i dijamant Tm gt 3500 oCSiO2 Tm = 1700 oC

‐ nerastvorne‐ ne provode struju (izuzev grafita)

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

METALNA VEZA

Svojstva metala‐čvrste kristalne supstance‐ sjaj‐ kovnost‐ dobro provođenje toplote i elektriciteta

‐Male energije jonizacije‐ Fotoelektrični efekat‐ Termoelektronska emisija‐ Dobro provođenje toplote i elektriciteta

Lako otpuštaju elektrone

Velika pokretljivostelektona

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

METALNA VEZA

1 MODEL ELEKTRONSKOG GASA

metalna rešetkajona metala

bdquoslobodni elektronirdquo

Metalna veza se uspostavlja između

katjona i slobodnih endash

Elektroni se kreću kao molekuli gasa

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

METALNA VEZA

Broj atoma

1s

2s

2p

Zabranjena zona

Zabranjena zona

Popunjena traka

Valentna traka

Provodna traka

2 3 6 9

3N

N

271896Brojelektrona

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

N atomskih orbitala N molekulskih orbitala

Elektronska traka ‐ Kontinualan skup mogućih energetskih nivoa

Energija

3Li 1s22s1

1

3

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

METALNA VEZA

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

‐ kod metala sa više elektrona trake su šire pa se valentna i provodna

traka preklapaju

11Na 1s22s22p63s1

12Mg 1s22s22p63s23p0

Popunjene trake

Zabranjena zona

Valentna traka

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

METALNA VEZA

Različita električna provodnost provodnika poluprovodnika i izolatora

2 MODEL ELEKTRONSKIH TRAKA

Metali Poluprovodnici Izolatori

Prazna

Popunjena

Prazna

Popunjena

Preklapanje

PraznaPrazna

PopunjenaPopunjena

Malo ΔE Veliko ΔE

Povećanjem temperature povećava se provodnost

poluprovodnika

Povećanjem temperature smanjuje se provodnost

poluprovodnika

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

METALNA VEZA

FIZČKA SVOJSTVA METALATemperatura topljenja

Opada niz grupuPorast veličine atoma ndash slabljenje metalne veze

Tm (zemnoalkalnih metala) gt Tm (alkalnih metala)

Veće elektrostatičko privlačenje endash od strane dvovalentnih jona rešetke metala

Tempe

ratura to

pljenja oC

Veći broj valentnih endash

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala

METALNA VEZA

FIZIČKA SVOJSTVA METALA

‐ Velika električna i toplotna provodljivost‐ Sjaj

‐ KovnostDejstvosile

Metal

Jonsko jedinjenjenje

Dejstvosile

Odbijanjejona

Lomkristala

Deformisanjemetala