Dipol-dipolbindning. Niklas Dahrén

Transkript

1 Dipol-dipolbindning Niklas Dahrén

2 Dipol-dipolbindning är en intermolekylär bindning Kovalent bindning Intramolekylära bindningar Polär kovalent bindning Jonbindning Kemisk bindning Dipol- dipolbindning Metallbindning Vätebindning Intermolekylära bindningar van der Waalsbindning (Londonkra?er) Jon- dipolbindning

3 De intermolekylära bindningarna är olika starka Starkast bindning Jondipolbindning Vätebindning Dipoldipolbindning Svagast bindning van der Waalsbindning (Londonkra?er)

4 Dipoler är molekyler som har en positiv och negativ laddad sida (polära ämnen) Väteklorid är en dipol: Kloratomen är mer elektronegacv jämfört med väteatomen och kommer därför airahera de gemensamma bindningselektronerna mer. Elektronerna förskjuts därmed mot kloratomen vilket gör ai kloratomen blir lite negacvt laddad medan väteatomen (som förlorar elektroner) blir lite posicvt laddad. Vi har då fåi en dipol. Dipoler kallas också för polära ämnen. Dipol Dipol

5 Vattenmolekylen är en dipol Syreatomen är mer elektronega8v jämfört med väte och airaherar därför de gemensamma bindningselektronerna mer än vad resp. väteatom gör. En laddningsförskjutning uppstår därmed i vaienmolekylen vilket gör ai vaienmolekylen blir en dipol. Den vinklade formen är också avgörande för ai vaienmolekylen ska bli en dipol (men mer om det senare!) Bildkälla: "Dipoli acqua" by Riccardo RovineT Own work. Licensed under CC BYSA 3.0 via Commons hips://commons.wikimedia.org/wiki/file:dipoli_acqua.png#/media/ File:Dipoli_acqua.png

6 Dipol-dipolbindning uppstår genom elektrostatisk attraktion mellan dipoler

7 Dipol-dipolbindning mellan 2 vätekloridmolekyler Kloratomen är mer elektronega8v jämfört med väteatomen och kommer därför airahera de gemensamma bindningselektronerna mer. Elektronerna förskjuts därmed mot kloratomen vilket gör ai kloratomen blir lite negacvt laddad medan väteatomen (som förlorar elektroner) blir lite posicvt laddad. Vi har då fåi en dipol. Dipoler binder 8ll varandra e?ersom den negacva sidan av en dipol airaheras av den posicva sidan av en annan dipol och tvärtom. Det kallas för elektrostacsk airakcon. Dipol Dipoldipolbindning Dipol

8 Vad krävs för att en molekyl ska bli en dipol? 1. Minst 1 polär kovalent bindning måste finnas annars uppstår inga posi8va och nega8va laddningar i molekylen: I polära kovalenta bindningar är bindningselektronerna förskjutna mot den atom som är mest elektronegacv. Det medför ai den atom som elektronerna förskjuts mot blir lite negacvt laddad medan den atom som förlorar elektroner blir lite posicvt laddad. Utan polära kovalenta bindningar uppstår inte dessa posicva och negacva laddningar i molekylen och då blir inte molekylen en dipol. I molekyler som enbart består av 2 atomer räcker det ai deia kriterium är uppfyllt för ai molekylen ska vara en dipol. I molekyler med fler än 2 atomer måste vi även ta hänsyn Cll kriterium nr. 2 (se nedan). 2. Molekylen måste ha en osymmetrisk struktur så ai inte centrum för de posi8va och nega8va laddningarna sammanfaller: Osymmetrisk struktur innebär i deia fall ai de polära kovalenta bindningarna (och därmed de olika laddningarna) måste vara ojämnt fördelade runt den centrala atomen så ai inte centrum för de posicva och negacva laddningarna hamnar på samma plats i molekylen. Annars kommer laddningarna ta ut varandra och då får vi ingen tydlig posicv resp. negacv sida av molekylen (ingen dipol).

9 Symmetriska vs. osymmetriska molekyler Exempel på symmetriska molekyler (ej dipoler): De polära kovalenta bindningarna (och därmed de olika laddningarna) är jämnt fördelade runt den centrala atomen. De posi=va resp. nega=va laddningarnas centrum hamnar då på samma plats i molekylen vilket gör a@ molekylen inte blir någon dipol. Exempel på osymmetriska molekyler (dipoler): De polära kovalenta bindningarna (och därmed de olika laddningarna) är ojämnt fördelade runt den centrala atomen. De posi=va resp. nega=va laddningarnas centrum hamnar därmed på olika platser i molekylen vilket gör a@ molekylen blir en dipol.

10 Obs. Kom ihåg att molekylerna har 3D-struktur Vi ritar oma molekylerna i 2Dstruktur: Egentligen har molekylerna en 3Dstruktur: Molekyler med 4 ben har en s.k. tetraedrisk form.

11 Uppgift: Är ammoniak (NH 3 ) resp. tetraklormetan (CCl 4 ) dipoler? Fria elektroner som repellerar bindnings- elektronerna och skapar en osymmetrisk struktur (ojämn fördelning av de polära kovalenta bindningarna runt kväveatomen). Ammoniak H N H H Alla bindningar är polära kovalenta ebersom N har högre elektronega=vitet jämfört med kol. Tetraklormetan Cl C Cl Cl Lösning: 1. Rita elektronformeln för resp. molekyl så ai alla ingående atomer får ädelgasstruktur (de fria valenselektronerna på kloratomerna kan hoppas över). Cl Alla bindningar är polära kovalenta ebersom Cl har högre elektronega=vitet jämfört med kol. Inga fria elektroner på den centrala atomen 2. Finns det polära kovalenta bindningar i molekylerna? Svar: Ja, i båda molekylerna.

12 4. Vart är centrum för de posicva resp. negacva laddningarna? Ammoniak Tetraklormetan H NegaCv ände N H PosiCv ände H Cl Cl C Cl Cl Ej dipol 5. Slutsats: Ammoniak är en dipol p.g.a. polära kovalenta bindningar och en osymmetrisk struktur som gör ai centrum för de posicva och negacva laddningarna hamnar på olika platser i molekylen. I tetraklormetan hamnar däremot centrum för laddningarna på samma plats p.g.a. den symmetriska strukturen. Tetraklormetan är därför ingen dipol.

13 Uppgift: Är nedanstående ämnen dipoler? CH 4 CH 3 Cl CHCl 3 Svar: Nej 1. Inga polära kovalenta bindningar. 2. Symmetrisk struktur. Svar: Ja 1. 1 polär kovalent bindning. 2. Osymmetrisk struktur. Svar: Ja 1. 3 polära kovalenta bindningar. 2. Osymmetrisk struktur.

14 Jämförelse mellan vatten och koldioxid VaIenmolekylen är en dipol (= polär) p.g.a. den vinklade strukturen: VaIenmolekylen har på den centrala syreatomen fria elektroner som repellerar bindningselektronerna. VaIenmolekylen blir därför vinklad. De polära kovalenta bindningarna i vaienmolekylen siier då osymmetriskt i förhållande Cll varandra (ojämnt fördelade runt den centrala syreatomen). Centrum för de posicva och negacva laddningarna hamnar tack vare deia på olika platser i molekylen vilket gör ai vaienmolekylen är en dipol. Koldioxidmolekylen är ingen dipol (= opolär) p.g.a. den raka strukturen: Koldioxidmolekylen har precis som vaienmolekylen polära kovalenta bindningar men i koldioxidmolekylen finns inga fria valenselektroner runt den centrala atomen. Koldioxidmolekylen är därför linjär (rak) och får alltså en symmetrisk form. Därför hamnar centrum för de posicva och negacva laddningarna på samma plats. De fria elektronerna på syreatomen repellerar bindningselektronerna.

15 Sammanfattning Dipoler: Molekyler som har en posicv sida och en negacv sida. Dipoldipolbindning: Dipoler som binder Cll varandra genom ai den posicva sidan av den ena dipolen vänds mot den negacva sidan av den andra dipolen etc. Dipoler kallas också för polära ämnen. Regler för ai en molekyl ska vara en dipol: Minst 1 polär kovalent bindning i molekylen. Osymmetrisk form om molekylen innehåller mer än 2 atomer. Exempel på dipoler: H 2 O, HCl, HF, CHCl 3.

16 Se gärna fler filmer av Niklas Dahrén: hip:// hip://