Organische scheikunde samenvatting Orbitalen en lewisstructuur PDF

Preview

Summary

korte samenvatting anorgansiche scheikunde over lewisstructuren en orbitalen (zeker niet de beste, eerder voor mezelf)....

Description

Organische Chemie

Het PSE: verdeling horizontaal = periode, verdeling verticaal = groep ATOOMSTRUCTUUR: een atoom bestaat uit een positief geladen kern met daarrond negatief geladen elektronen en neutrale neutronen bij de kern. De getallen in het PSE: atoomnummer = #protonen = #elektronen (indien het besproken atoom neutraal is) Massagetal = som van #protonen en #neutronen hetzelfde atoomnr mr verschillend massagetal

isotopen= varianten v/h atoom, ze hebben atoommassa = gem.massa van alle varianten

ORBITALEN het gedrag van een elektron kan beschreven worden met een golfvergelijking = kwantumchemie De oplossing van deze golfvergelijking noemen we orbitalen ( s,p,d,f) een orbitaal beschrijf eigenlijk simpelweg de plaats rond de kern waar een elektron zich bevindt 95% v/d tijd. Hoe dichter bij de kern hoe lager de energie knoopvlak= punt waar de elektronendensiteit nul is en de golffunctie van teken verandert, het aantal knoopvlakken neemt toe naargelang het #schillen toeneemt ELEKTRONENCONFIGURATIE Beschrijf de orbitalen die gevuld zijn met elektronen en geef de grondtoestand van een atoom weer aka de laagst energetische toestand. Indien je de elektonenconfiguratie wilt opstellen v/e bepaald atoom moet je rekening houden met de volgende regels. AFBAU REGEL Je vult de orbitalen op van laagste energie tot hoogste en je volgt dit (met pijlen erdoor) 1s 2s

2p

3s

3p

3d

4s

4p

4d

4f

5s

5p

5d

5f

6s

6p

6d

7s

7p

PAULI EXCLUSI VERBOD Elk orbitaal kan max 2 elektronen vasthouden elk met een tegengestelde spin REGEL VAN HUND Dus bij het exclusiprincipe van Pauli zei ik dat elk orbitaal max 2 elektronen vasthoudt maar er bestaan op de verschillende schillen orbitalen op hetzelfde energieniveau zoals 3p, bij 3 p zijn er drie orbitalen die evenveel energie bezitten dus om de elektronen op een correcte manier hierbij te vullen

vullen je i.p.v 2 elektronen in een orbitaal eerst 1 per orbitaal en ze moeten eenzelfde geöriënteerde spin hebben VALENTIE-ELEKTRONEN Zijn de elektronen op de buitenste schil, zij bepalen de chemische eigenschappen van een atoom Edelgasconfiguratie = de staat die elke atoom najaagt = een volledig gevulde valentieschil Valentieschil = buitenste bezette schil VALENTIEBINDINGSTHEORIE ZEER BELANGRIJK!!!! Linus Pauling Een covalente binding ontstaan wanneer 2 atomen elkaar dicht genoeg naderen Een half gevuld orbitaal van het ene atoom kan overlappen met een half gevuld orbital van het andere atoom, mooi vb dia’s: 2H moleculen, atoomnummer H is 1 dus heef maar 1 elektron zit in 1S, dus je hebt 2 half gevulde 1S orbitalen die elkaar overlappen = sigma-bond Als 2 atomen elkaar naderen daalt hun energie, de energetisch meest gunstige afstand tussen 2 atomen is de bindingsafstand + bij het vormen van een covalente binding komt energie vrij. MIJN uitleg aan de hand van Mcmurry(pg12-13) Een ander voorbeeld is methaan ch4. Bij H2 hadden we een overlap tussen 2 dezelfde orbitalen. Nu hebben we een overlap tussen 2 verschillende soorten orbitalen. Je zou dus ook denken dat er 2 verschillende soorten verbindingen C-H waren maar als we dit experimenteel bepalen zien we dat het 4 equivalente verbindingen zijn die gericht zijn naar de 4 hoekpunten van een tetraëder. De valentiehoek bedraagt 109,5 graden Maar waarom is dit zo? Thuis beantwoorden

Alle atomen zijn bezig met de edelgasconfiguratie na te streven, maar omdat de atomen waarover we vaak praten (c,n,o) acht valentie-elektronen nodig hebben om hun valentieschil (buitenste schil) op te vullen kunnen we de edelgasconfiguratie ook de octetconfiguratie noemen.

ORGANIC CHEMISTRY 3 Hoe ik het interpreteer, Bij de Lewisdot-notatie noteren we de valentie-elektronen als stippen. Ik ben gewoon om strepen te zetten. Er zijn verschillende soorten bindingen: ionaire binding, covalente binding en een metaalbinding. Bij elk van deze 3 gaan er strepen gebruikt worden bij 2 elektronen die naast elkaar staan (van 2 atomen natuurlijk) maar de betekenis achter deze streep is anders 1. Bij een covalente binding (tussen 2 niet metalen) wordt een elektronenpaar gedeeld 2. Bij een ionaire binding (tussen metaal en niet metaal) worden elektronen verplaatst metaal geef elektronen af aan niet metalen Verbetering na dieper in te kijken in de leerstof wordt dit streepje eigenlijk beter gebruikt voor enkel en alleen covalente bindingen, bij ionaire bindingen zoals NaCl doe je beter dit: Na+ Cl- want natrium is het metaal, metaal geef elektron af aan niet metaal in dit geval chloor. Ook voor vrije elektronenparen gebruik je beter de Lewis dotnotatie om verwarring met vb. het minteken te ontwijken. LEWISSTRUCTUUR OPSTELLEN STAPPENPLAN 1. Contoleer of de gegeven structuur een zout is 2. Bepaal het aantal gebonden en niet gebonden elektronenparen  Je maakt hierbij het verschil van 1: #valentie-elektronen op de buitenste schil en niet het werkelijke aantal stel je hebt een gevuld 3S orbitaal (2 v-elektronen) en 4 elektronen op de 3p orbitalen dan heb je in werkelijkheid 6 valentie-elektronen op de buitenste schil maar ze bedoelen niet dat. Technisch gezien de buitenste schil nr.3 die bestaat uit een 3S orbitaal en een 3P orbitaal zou indien die volledig gevuld zou zijn 8 valentie-elektronen hebben, ze nemen dus 8 dit min 2: de som van het daadwerkelijke echte aantal valentie-elektronen VERGEET NIET OM DOOR 2 TE DELEN WANT WE HEBBEN HET OVER PAREN 2 ELEKTRONEN PER PAAR  dit geef  het aantal gebonden elektronenparen  OM HET AANTAL NIET-GEBONDEN ELEKTRONENPAREN TE BEREKENEN  Echt aantal valentie-elektronen – het aantal gebonden elektronen niet in paren dus niet door 2 delen en indien dit al gedaan was vermenigvuldig met 2$ 3. Verdeel nu de gebonden en niet gebonden elektronenparen Verbind de atomen eerst via een streep aka covalente binding start met het atoom met de hoogste bindingsvalentie (tetravalent > trivalent > divalent > monovalent)  Met de overgebleven gebonden elektronenparen zal je dubbele bindingen aangaan zodat de atomen hun edelgasconfiguratie bereiken. Geef hierbij dan ook voorkeur aan het atoom met de hoogste bindingsvalentie: C > N > O  Vul tenslotte de edelgasconfiguratie van de atomen aan m.b.v vrije elektronenparen (pas hierbij LEWISDOTNOTATIE TOE) 4. Vermeld de formele ladingen: eerst controleer je of alle atomen in hun normale valentietoestand zitten, als dit niet zo is krijgen ze naargelang ze elektronen te kort komen of te veel hebben respectievelijk een positieve of een negatieve lading.

Isomeren = moleculen die opgebouwd zijn uit hetzelfde aantal moleculen maar op een verschillende manier met elkaar verbonden zijn. 2 soorten isomerie, je hebt om te beginnen structurele/constitutionele isomerie: verschillend bindingspatroon. De molecule is uit hetzelfde aantal atomen opgebouwd maar is op verschillende manieren chemisch gebonden. Onder deze categorie onderscheiden we CONSTITUTIONELE ISOMERIE = samenstellende atomen zijn op verschillende manier chemisch gebonden 1. Ketenisomerie: verschillend koolstofskelet 2. Functionele groep isomerie: verschillende functionele groep 3. Plaatsisomerie: functionele groep op een andere plaats STEREOISOMEREN = zelfde constitutie maar hun ruimtelijke ordening/verdeling is anders 1. Configurationele isomeren (R/S 2. Conformeren (rotameren)

E/Z

cis-trans)

NAAMGEVING ALKANEN Indien er meerdere substituenten gebonden zijn gebonden op de...