Struktura tvari i kemijske veze
Struktura tvari i kemijske veze obuhvaća građu atoma, elektroničku konfiguraciju, periodične trendove, Lewisove strukture, VSEPR geometriju, hibridizaciju i međumolekulske sile. Ispit traži povezivanje strukture s fizikalnim i kemijskim svojstvima, a ne samo nabrajanje definicija.
Atom i periodični trendovi
- Atomski broj Z jednak je broju protona; maseni broj A zbroj je protona i neutrona. Izotopi se razlikuju po broju neutrona.
- Popunjavanje orbitala slijedi Aufbau, Paulijev princip i Hundovo pravilo. Valentni elektroni određuju skupinu i reaktivnost.
- U periodi se atomski radijus smanjuje, a energija ionizacije i elektronegativnost uglavnom rastu; u skupini radijus raste, a ionizacijska energija pada.
Veze i geometrija
Kovalentna veza nastaje dijeljenjem elektronskog para, a ionska prijenosom elektrona. Polaritet veze ovisi o razlici elektronegativnosti, a polaritet molekule i o geometriji. VSEPR broji elektronske domene oko središnjeg atoma; slobodni parovi jače odbijaju i smanjuju kut. Hibridizacija sp, sp² i sp³ objašnjava linearne, trigonalne i tetraedarske okoline.
Međumolekulske sile
Londonove sile rastu s brojem elektrona i polarizabilnošću; dipol-dipol djeluje u polarnim molekulama; vodikova veza javlja se kada je H vezan na N, O ili F. Jače sile znače više vrelište.
Primjer s rješenjem
NH₃: dušik ima 5 valentnih elektrona, tri veze s H daju 6 elektrona, a preostali par je slobodan. Ukupno su četiri elektronske domene, pa je geometrija trigonalno piramidalna, kut manji od 109,5° (oko 107°). Molekula je polarna jer se dipoli veza ne poništavaju; zato NH₃ stvara vodikove veze i ima više vrelište od PH₃.
Česte zamke
- Ne miješaj broj veza, valentne elektrone i oksidacijski broj.
- Polarne veze ne moraju dati polarnu molekulu: CO₂ je linearan i nepolaran.
- Vodikovu vezu ne pripisuj svakom H; potrebna je veza H–N, H–O ili H–F.
- Kod VSEPR broji i slobodne parove, ne samo atome.