Inleiding tot de Scheikunde

termen

• bindingssterkte direct gerelateerd aan de hoeveelheid energie die nodig is om de binding tussen twee atomen te verbreken. Hoe meer energie nodig is, hoe sterker de band zou zijn.,
• bindingslengte de afstand tussen de kernen van twee gebonden atomen. Het kan experimenteel worden bepaald.
• orbitale hybridisatie het concept van het mengen van atomaire orbitalen om nieuwe hybride orbitalen te vormen die geschikt zijn voor de kwalitatieve beschrijving van atomaire bindingseigenschappen en geometrieën.
• atomaire orbitalen het fysische gebied in de ruimte rond de kern waar een elektron een waarschijnlijkheid van zijn heeft.

dubbele en drievoudige covalente bindingen

covalente binding treedt op wanneer elektronen worden gedeeld tussen atomen., Dubbele en drievoudige covalente bindingen komen voor wanneer vier of zes elektronen worden gedeeld tussen twee atomen, en ze worden aangegeven in Lewis-structuren door twee of drie lijnen te tekenen die het ene atoom met het andere verbinden. Het is belangrijk op te merken dat alleen atomen met de noodzaak om te winnen of te verliezen ten minste twee valentie-elektronen door het delen van kunnen deelnemen aan meerdere bindingen.

Bindingsconcepten

dubbele en drievoudige bindingen kunnen worden verklaard door orbitale hybridisatie, of het ‘mengen’ van atomaire orbitalen om nieuwe hybride orbitalen te vormen. Hybridisatie beschrijft de bindingssituatie vanuit het standpunt van een specifiek atoom., Een combinatie van s en p orbitalen resulteert in de vorming van hybride orbitalen. De nieuw gevormde hybride orbitalen hebben allemaal dezelfde energie en hebben een specifieke geometrische opstelling in de ruimte die overeenkomt met de waargenomen bindingsgeometrie in moleculen. Hybride orbitalen worden aangeduid als spx, waarbij s en p de orbitalen aangeven die worden gebruikt voor het mengproces, en de waarde van het superscript x varieert van 1-3, afhankelijk van hoeveel p orbitalen nodig zijn om de waargenomen binding te verklaren.,

Pi bindingen

Pi, of \pi, bindingen komen voor wanneer er overlap is tussen ongehybride p orbitalen van twee aangrenzende atomen., De overlapping komt niet voor tussen de kernen van de atomen, en dit is het belangrijkste verschil tussen Sigma en pi bindingen. Om de binding efficiënt te kunnen vormen, moet er een goede geometrische relatie zijn tussen de ongehybride p-orbitalen: ze moeten zich op hetzelfde vlak bevinden.

meerdere bindingen tussen atomen bestaan altijd uit een sigma-binding, waarbij eventuele extra bindingen van het π-type zijn.

voorbeelden van Pi-bindingen

het eenvoudigste voorbeeld van een organische verbinding met een dubbele binding is ethyleen, of etheen, C2H4. De dubbele binding tussen de twee koolstofatomen bestaat uit een sigma-binding en een π-binding.

vanuit het perspectief van de koolstofatomen heeft elk drie sp2 hybride orbitalen en één ongehybride p orbitaal. De drie SP2 orbitalen liggen in een enkel vlak bij 120 graden hoeken. Als de koolstofatomen elkaar benaderen, overlappen hun orbitalen elkaar en vormen ze een band. Tegelijkertijd benaderen de p-orbitalen elkaar en vormen ze een band. Om deze binding te behouden, moeten de p-orbitalen parallel aan elkaar blijven; daarom is rotatie niet mogelijk.,

een drievoudige binding bestaat uit het delen van zes elektronen, met een sigmabinding en twee \pi-bindingen. De eenvoudigste Triple-gebonden organische verbinding is acetyleen, C2H2. Drievoudige bindingen zijn sterker dan dubbele bindingen door de aanwezigheid van twee \pi-bindingen in plaats van één. Elke koolstof heeft twee sp hybride orbitalen, en een van hen overlapt met de corresponderende van het andere koolstofatoom om een sp-sp sigma binding te vormen. De overige vier ongehybride p-orbitalen overlappen elkaar en vormen twee \pi-bindingen. Net als bij dubbele bindingen is er geen rotatie rond de drievoudige bindingen-as mogelijk.,

waarneembare gevolgen van meerdere bindingen

covalente bindingen kunnen worden geclassificeerd in termen van de hoeveelheid energie die nodig is om ze te breken. Gebaseerd op de experimentele observatie dat er meer energie nodig is om een band tussen twee zuurstofatomen in O2 te verbreken dan twee waterstofatomen in H2, concluderen we dat de zuurstofatomen strakker aan elkaar zijn gebonden. We zeggen dat de binding tussen de twee zuurstofatomen sterker is dan de binding tussen twee waterstofatomen.

experimenten hebben aangetoond dat dubbele bindingen sterker zijn dan enkelvoudige bindingen, en drievoudige bindingen sterker dan dubbele bindingen., Daarom zou er meer energie nodig zijn om de drievoudige binding in N2 te breken in vergelijking met de dubbele binding in O2. Inderdaad, er is 497 kcal/mol nodig om het O2 molecuul te breken, terwijl het 945 kJ/mol nodig heeft om hetzelfde te doen met het N2 molecuul.

Bindingslengte

een ander gevolg van de aanwezigheid van meerdere bindingen tussen atomen is het verschil in de afstand tussen de kernen van de gebonden atomen. Dubbele bindingen hebben kortere afstanden dan enkelvoudige bindingen, en drievoudige bindingen zijn korter dan dubbele bindingen.