Svaralykill

Kafli 8

Líkindi: Báðar tegundir tengja myndast við skörun atómsvigrúma á samliggjandi atómum og innihalda að hámarki tvær rafeindir. Munur: σ-tengi eru sterkari og myndast við endaskörun, og öll eintengi eru σ-tengi. π-tengi milli sömu tveggja atóma eru veikari vegna þess að þau myndast við hliðarskörun, og fjöltengi innihalda eitt eða fleiri π-tengi (til viðbótar við σ-tengi).

Hin tiltekna meðaltengjalengd er sú fjarlægð sem hefur minnsta orku. Við fjarlægðir sem eru minni en tengjalengdin hrinda jákvæðar hleðslur kjarnanna tveggja hvor annarri frá sér og heildarorkan eykst.

Tenging: Eitt σ-tengi og eitt π-tengi. s-svigrúmin eru full og skarast ekki. p-svigrúmin skarast eftir ásnum til að mynda σ-tengi og hlið við hlið til að mynda π-tengi.

This figure shows the orbitals of two atoms being added together as they form bonds. The two atoms are shown separately on the right, each having two peanut-shaped orbitals lying perpendicularly to one another. A right-facing arrow shows that the two have moved closer together and now the upper and lower portions of the vertical peanut-shaped orbitals are shown as merging together above and below the plane of the molecule while the horizontal peanut-shaped orbitals are overlapping between the two nuclei.

Nei, tvö p-svigrúmanna (eitt á hvoru N) munu snúa enda í enda og mynda σ-tengi.

Two nitrogen atoms are shown both in a Lewis structure and as a diagram. The Lewis structure depicts the two nitrogen atoms bonded by a triple bond. The diagram shows two nitrogen atoms and their three peanut-shaped p-orbitals. One of the orbitals lies horizontally and overlaps between the two nuclei. It is labeled, “sigma bond.” The other two lie vertically and in the z-plane of the page. They overlap above and below and into and out of the page in relation to the nuclei. They are each labeled, “pi bond.”

Svigrúmablöndun er kynnt til að útskýra rúmfræði tengisvigrúma í gildistengjakenningunni.

11.

Það eru engin d-svigrúm í gildishvolfi kolefnis.

13.

þríhyrningslaga slétt, sp²; þríhyrndur pýramídi (eitt stakt rafeindapar á A), sp³; T-laga (tvö stök rafeindapör á A), sp³d, eða (þrjú stök rafeindapör á A), sp³d²

15.

(a) Hvert S hefur bogna (109°) rúmfræði, sp³

A Lewis structure is shown in which eight sulfur atoms, each with two lone pairs of eletrons, are single bonded together into an eight-sided ring.

(b) Bogin (120°), sp²

Two Lewis structure are shown, connected by a double-ended arrow. The left structure shows a sulfur atom with one lone pair of electrons double bonded to an oxygen atom with two lone pairs of electrons on the left and single bonded to an oxygen atom with three lone pairs of electrons on the right. The right structure shows the same molecule, except that the double bonded oxygen is on the right side of the sulfur and the single bonded oxygen is to the left of the sulfur.

A Lewis structure of a sulfur atom singly bonded to two oxygen atoms, each with three lone pairs of electrons, and double bonded to a third oxygen atom with two lone pairs of electrons is shown.

(d) Fjórflötungslaga, sp³

A Lewis structure is shown in which a sulfur atom is single bonded to four oxygen atoms. Two of the oxygen atoms have three lone pairs of electrons while the other two each have two lone pairs of electrons and are each singly bonded to a hydrogen atom.

17.

(a) XeF₂; (b)

A Lewis structure is shown in which a xenon atom that has three lone pairs of electrons is single bonded to two fluorine atoms, each of which has three lone pairs of electrons.

19.

(a)

(b) P-atóm, þríhyrnd pýramídalögun; S-atóm, bogin lögun, með tvö pör af stökum rafeindum; Cl-atóm, þríhyrnd pýramídalögun; (c) Svigrúmablöndun um P, S og Cl er í öllum tilvikum sp³ ; (d) Oxunarstig P +1, S − 1 1/3 , Cl +5, O –2. Formleg hleðsla: P 0; S 0; Cl +2: O –1

21.

Two Lewis structures are shown. The left structure shows a nitrogen atom with one lone pair of electrons single bonded to three fluorine atoms, each of which has three lone pairs of electrons. The right structure shows a phosphorus atoms single bonded to five fluorine atoms, each of which has three lone pairs of electrons.

Fosfór og köfnunarefni geta myndað sp³-blönduð svigrúm til að mynda þrjú tengi og haldið einu stakri rafeindapari í PF₃ og NF₃, í sömu röð. Hins vegar hefur köfnunarefni engin d-gildissvigrúm, þannig að það getur ekki myndað sett af sp³d-blönduðum svigrúmum til að bindast fimm flúoratómum í NF₅. Fosfór hefur d-svigrúm og getur bundist fimm flúoratómum með sp³d-blönduðum svigrúmum í PF₅.

23.

Þrítengi samanstendur af einu σ-tengi og tveimur π-tengjum. σ-tengi er sterkara en π-tengi vegna meiri skörunar.

25.

(a)

A Lewis structure is shown in which a carbon atom is attached by single bonds to three hydrogen atoms. It is also attached by a single bond to a carbon atom that is triple bonded to a nitrogen atom with one lone electron pair. Below the structure is a right facing arrow with its head near the nitrogen and its tail, which looks like a plus sign, located near the carbon atoms. The arrow is labeled, “dipole moment.”

(b) Endakolefnisatómið notar sp³ blönduð svigrúm, en miðkolefnisatómið er sp-blönduð. (c) Hvert af π-tengjunum tveimur myndast við skörun á 2p-svigrúmi á kolefni og 2p-svigrúmi á köfnunarefni.

27.

(a) sp²; (b) sp; (c) sp²; (d) sp³; (e) sp³; (f) sp³d; (g) sp³

29.

(a) sp², afstaðbundin; (b) sp, staðbundin; (c) sp², afstaðbundin; (d) sp³, afstaðbundin

31.

A diagram is shown in two parts, connected by a right facing arrow labeled, “Hybridization.” The left diagram shows an up-facing arrow labeled, “E.” To the lower right of the arrow is a short, horizontal line labeled, “2 s,” that has two vertical half-arrows facing up and down on it. To the upper right of the arrow are a series of three short, horizontal lines labeled, “2 p.” Above both sets of lines is the phrase, “Orbitals in an isolated C atom.” There are two upward facing arrows on two of these lines. The right side of the diagram shows two short, horizontal lines placed halfway up the space and each labeled, “s p.” An upward-facing half arrow is drawn vertically on each line. Above these lines are two other short, horizontal lines, each labeled, “2 p,” and which have two upward facing arrows on them. Above both sets of lines is the phrase, “Orbitals in the s p hybridized C in C O subscript 2.”

Hver rafeindanna fjögurra er í aðskildu svigrúmi og skarast við rafeind á súrefnisatómi.

33.

(a) Líkindi: Bæði eru tengisvigrúm sem geta innihaldið að hámarki tvær rafeindir. Munur: σ-svigrúm eru endaskaranir atómsvigrúma, en π-svigrúm myndast við hliðarskörun svigrúma. (b) Líkindi: Bæði eru skammtafræðileg hugtök sem tákna líkurnar á að finna rafeindina umhverfis atómið eða sameindina. Munur: ψ fyrir atómsvigrúm lýsir hegðun aðeins einnar rafeindar í einu út frá atóminu. Fyrir sameind táknar ψ stærðfræðilega samsetningu atómsvigrúma. (c) Líkindi: Bæði eru svigrúm sem geta innihaldið tvær rafeindir. Munur: Tengisvigrúm leiða til þess að tvær eða fleiri atóm haldast saman. Andtengisvigrúm hafa þau áhrif að gera öll tengi sem hafa myndast óstöðug.

35.

Oddatölu rafeinda er aldrei hægt að para, óháð uppröðun sameindasvigrúmanna. Það verður alltaf parasegulmagnað.

37.

Tengisvigrúm hafa rafeindaþéttleika í nálægð við fleiri en einn kjarna. Víxlverkunin milli jákvætt hlaðinna kjarna og neikvætt hlaðinna rafeinda gerir kerfið stöðugt.

39.

Pörun tengirafeindanna tveggja lækkar orku kerfisins miðað við orku ótengdu rafeindanna.

41.

(a) H₂ tengistig = 1, H₂⁺ tengistig = 0,5, H₂⁻ tengistig = 0,5, sterkasta tengið er H₂; (b) O₂ tengistig = 2, O₂²⁺ tengistig = 3, O₂²⁻ tengistig = 1, sterkasta tengið er O₂²⁺; (c) Li₂ tengistig = 1, Be₂⁺ tengistig = 0,5, Be₂ tengistig = 0, sterkasta tengið er Li₂; (d) F₂ tengistig = 1, F₂⁺ tengistig = 1,5, F₂⁻ tengistig = 0,5, sterkasta tengið er F₂⁺; (e) N₂ tengistig = 3, N₂⁺ tengistig = 2,5, N₂⁻ tengistig = 2,5, sterkasta tengið er N₂

43.

(a) H₂; (b) N₂; (c) O; (d) C₂; (e) B₂

45.

Já, flúor er minna atóm en Li, þannig að rafeindir í 2s-svigrúminu eru nær kjarnanum og stöðugri.

47.

49.

N₂ hefur s-p-blöndun, þannig að π-svigrúmin fyllast síðast í N₂²⁺. O₂ hefur ekki s-p-blöndun, þannig að σ_p-svigrúmið fyllist á undan π-svigrúmunum.