Chémia je sústava disciplín, ktoré sa zaoberajú zložením, štruktúrou, chemickými reakciami prvkov a zlúčenín a súvislosťami chemických reakcií s inými dejmi.
Chemická väzba
Chemická väzba je elektromagnetická interakcia medzi súčasťami zložitejších útvarov, ktorá spôsobuje existenciu týchto zložitejších útvarov a ovplyvňuje ich zloženie, štruktúru a vlastnosti.
typické vlastnosti viazaných systémov:
- celková E viazaného systému je menšia, ako súčet E jeho zložiek pred vznikom viazaného systému
- vlastnosti viazaného systému nie sú súčtom vlastností jeho zložiek, pri vzniku viazaného systému strácajú jeho zložky svoju chemickú identitu
- viazaný systém má charakteristickú chemickú štruktúru, t. j. elektrónovú konfiguráciu a priestorové usporiadanie atómových jadier
delenie chemickej väzby - kovalentná, iónová a kovová
rozdelenie kovalentnej väzby z hľadiska polarity
- nepolárna
- polárna ( rozdiel X = 0.4 - 1.7)
Kovalentná väzba je viazanie atómov spoločne zdieľanými elektrónovými pármi, ktoré priťahujú k sebe jadrá viacerých atómov.
charakteristický znak kov. väzby - každý atóm je viazaný s obmedzeným a definovaným počtom ďalších atómov (nasýtenosť), väzbové elektrónové páry majú definovanú priestorovú orientáciu (smerový charakter) a počet elektrónov zabezpečujúcich viazanie je definovaný (násobnosť)
Podstatou chemickej väzby je zníženie celkovej E pri tvorbe viazaného systému z jeho zložiek v dôsledku preusporiadania elektrónov a atómových jadier.
Molekulový orbitál je jednoelektrónová vlnová funkcia opisujúca stav elektrónu priťahovaného viacerými atómovými jadrami a odpudzovaného ostatnými elektrónmi viazaného systému.
Mierou pevnosti viazania dvoch atómov kovalentnou väzbou je disociačná energia D, ktorá sa definuje:
disociačná energia väzby D(AB) je zmena vnútornej energie \(\Delta U\) spojená s homolytickým rozpadom väzby v izolovanej častici pri teplote 0 K, AB(g) = A(g) + B(g); \(\Delta U\) = D(AB).
Koordinačná väzba je kovalentná väzba v komplexoch medzi centrálnym atómom a donorovými atómami ligandov.
Štruktúra látok
Plyny
\(pV=nRT\)
alebo \(pV=NkT\) , kde \(N\) je celkový počet častív
R = 8.31451 J K-1 mol-1
Maxwellovo a Boltzmannovo rozdelenie molekúl plynu podľa rýchlosti a energie
Kvapaliny
Tuhé látky
kryštalické látky
amorfné látky
Fyzikálne vlastnosti látok
fázové premeny látok - stechiometrické zloženie sa nemení
Koordinačné zlúčeniny
- snaha d-prvkov prijať elektrónový pár je výrazná, že katióny prechodných prvkov sú vo vodnom roztoku, aj v tuhom stave prítomné v podobe akvakomplexov
- v CoSO4.7H2O nie je prítomný Co2+ ale [Co(H2O)6]2+ s koordinovanými molekulami vody
Komplexotvorné reakcie sú reakcie Lewisovej kyseliny s Lewisovou zásadou za vzniku komplexu, v ktorom sa medzi nimi vytvorila donorno-akceptórna (koordinačná) väzba.
Komplex (komplexná častica) je molekula alebo ión (komplexný katión alebo anión) zložený z centrálneho atómu charakterizovaného oxidačným a koordinačným číslom a z ligandov (molekuly alebo ióny), pričom koordinačné číslo centrálneho atómu je väčšie než jeho oxidačné číslo.
koordinačné číslo - počet donorových atómov ligandov viazaných s centrálnym atómom
centrálny atóm je atóm komplexu, ku ktorému sú naviazané ligandy - akceptor é párov
ligandy - donory é párov
Počet donorových atómov, ktorými sa môže ligand koordinuje na centrálny atóm vyjadruje denticita.
monodentátne, bidentátne, tridentátne, ...
chromofór
všetky ligandy rovnaké - homogénna koordinačná sféra
rôzne - heterogénna
Koordinačný polyéder je rozmiestnenie donorových atómov ligandov v priestore okolo centrálneho atómu.
jednojadrové komplexy
cykly - cheláty
ligandy, ktoré vznik kruhu umožnujú - chelátové
en - 1,2-etándiamín (etyléndiamín)
pn - 1,3-propándiamín
edta4- - viaže sa 2 atómami dusíka a 4 atómami O
biokomplexy - komplexy s makroskopickými ligandami ()
chelátový efekt - zvýšenie stálosti komplexov
celková konštanta stability komplexu sa rovná súčinu rovnovážnych konštánt postupných rovnováh - stupňovitých konštánt stability komplexov
čím je hodnota celkovej konštanty komplexu \(\beta\)n väčšia, tým je komplex stabilnejší
Prvky 17. skupiny
F, Cl, Br, I, At - Fluór, Chlór, Bróm , Jód, Astát
- konfigurácia valenčnej vrstvy - ns2np5
- nekovové prvky
F2 - bezfarebný plyn
Cl2 - žltý plyn
Br2 - červenohnedá kvapalina
I2 - čiernosivá tuhá látka
2 F2(s) + 2 H2O (l) ->
Prvky 16. skupiny
Prvky 15. skupiny