Molecuulbouw

[Giulia]

Hoi! Ik zit met enkele uiteenlopende vragen.

In mijn cursus staat dat HF een lager kookpunt heeft dan H20 omdat het slechts 2 Hbruggen kan vormen met andere HFmoleculen (en H20 4: 2 keer als donor en 2 keer als acceptor). Maar maar het fluoratoom van HF heeft eigenlijk wel 3 vrije elektronenparen, dus zou je toch ook 4 Hbruggen verwachten. Nu denk ik dan dat dit niet zo is omdat F bijzonder elektronegatief is en dus niet meer dan 1 elektronenpaar ter beschikking zal stellen voor een Hbrug. Klopt dit?

Is een ionische binding louter op elektrostatische aantrekking gebaseerd? Ik bedoel eigenlijk dat er dus geen overlapping van de orbitalen gebeurt.

Als je bvb de 3 bindende p-orbitalen voor je ziet, waar situeer je dan de antibindinggevende p-orbitalen? Kan je je dat voorstellen?

Kost hybridiseren nu energie of niet? In mijn cursus organische staat dat bij hybridisatie van bvb s met 2 p-orbitalen het gehybridiseerde orbitaal een intermediaire energie heeft: het s-orbitaal krijgt energie om te stijgen van de p-orbitalen die zakken in energieniveau. Netto geen kost dus, maar in mijn cursus anorganische staat dan dat hybridiseren wel energie kost en dat het dus daarom niet altijd gebeurt (uitspraak van Staab, cfr theorie van Hall).

Alvast bedankt!

[Marko]

Hoi! Ik zit met enkele uiteenlopende vragen.

In mijn cursus staat dat HF een lager kookpunt heeft dan H20 omdat het slechts 2 Hbruggen kan vormen met andere HFmoleculen (en H20 4: 2 keer als donor en 2 keer als acceptor). Maar maar het fluoratoom van HF heeft eigenlijk wel 3 vrije elektronenparen, dus zou je toch ook 4 Hbruggen verwachten. Nu denk ik dan dat dit niet zo is omdat F bijzonder elektronegatief is en dus niet meer dan 1 elektronenpaar ter beschikking zal stellen voor een Hbrug. Klopt dit?

Nee; In eerste instantie moet je het zo zien: F heeft dan wel 3 vrije electronenparen, maar HF heeft maar 1 H-atoom om met die electronenparen een waterstofbrug aan te gaan. Je kunt dus niet, zoals bij water, een uitgestrekt driedimensionaal netwerk van moleculen maken die met waterstofbruggen aan elkaar zitten.

Is een ionische binding louter op elektrostatische aantrekking gebaseerd? Ik bedoel eigenlijk dat er dus geen overlapping van de orbitalen gebeurt.

Inderdaad. Bij een ionbinding gaat 1 electron in zijn geheel over van het ene atoom naar het andere.

Als je bvb de 3 bindende p-orbitalen voor je ziet, waar situeer je dan de antibindinggevende p-orbitalen? Kan je je dat voorstellen?

Zoals je misschien weet heeft een p-orbitaal een "+" lob en een "-" lob. Dit heeft niets te maken met de lading (die is altijd negatief) maar puur met het teken van de golffunctie. Als 2 atomen zodanig ten opzichte van elkaar staan dat de beide + lobben en de beide - lobben elkaar overlappen (constructive interference) dan heb je een bindende pi-orbitaal. Staan ze net andersom (dus met 1 van de p-orbitalen 180 graden gedraaid; destructive intrference) dan is het een antibindende orbitaal.

Kost hybridiseren nu energie of niet? In mijn cursus organische staat dat bij hybridisatie van bvb s met 2 p-orbitalen het gehybridiseerde orbitaal een intermediaire energie heeft: het s-orbitaal krijgt energie om te stijgen van de p-orbitalen die zakken in energieniveau. Netto geen kost dus, maar in mijn cursus anorganische staat dan dat hybridiseren wel energie kost en dat het dus daarom niet altijd gebeurt (uitspraak van Staab, cfr theorie van Hall).

Dat durf ik zo niet te zeggen.

[Giulia]

Ok, heel erg bedankt!

Nog een vraagje: waarom moeten radicalaire reacties plaatsvinden in apolair milieu (staat zo in m'n cursus)?. Op wikipedia staat namelijk dat het solvent geen invloed heeft op het reactieverloop.

[Marko]

Dan heeft Wikipedia het heel erg fout. Het solvent is juist van zeer groot belang bij het reactieverloop. Op je eerste vraag kom ik na het weekend terug (ff een hulplijn inschakelen haha)

[Mendelevium]

Kost hybridiseren nu energie of niet? In mijn cursus organische staat dat bij hybridisatie van bvb s met 2 p-orbitalen het gehybridiseerde orbitaal een intermediaire energie heeft: het s-orbitaal krijgt energie om te stijgen van de p-orbitalen die zakken in energieniveau. Netto geen kost dus, maar in mijn cursus anorganische staat dan dat hybridiseren wel energie kost en dat het dus daarom niet altijd gebeurt (uitspraak van Staab, cfr theorie van Hall).

Even wat ik denk:

Het s-orbitaal dat stijgt bij hybridisatie ligt dichter (qua energie-inhoud) bij de p-orbitalen dan bij de s-orbitalen. Ik bedoel maar als je sp³-hybridisatie hebt, liggen die orbitalen niet precies in het midden tussen de s- en de p-orbitalen. Ze liggen dichter bij de p-orbitalen. (Dat is mij toch zo wijs gemaakt door de prof).

Het komt inderdaad daardoor dat de theorie van Hall is ontstaan, hybridiseren kost energie maar die wordt ruimschoots goed gemaakt omdat vb. C dan 4 ipv 2 covalente bindingen kan aangaan. Energievragen moeten we van de prof altijd vergelijken met de kruidenier: promotie en hybridisatie heeft een kost maar achteraf bekeken maak je winst.

Maar voor het definitieve antwoord zou ik toch wel wachten op Marko (die heeft daar namelijk meer verstand van )

[Marko]

Ik twijfel nog over het antwoord. Hybridisatie is in principe het maken van lineaire combinaties van de golffuncties die de orbitalen beschrijven. Daar verandert de energie niet door.

Wat wel energie kost is het promoveren van een electron uit een s-orbitaal naar een (leeg) p-orbitaal.

[Giulia]

Ok, al heel erg bedankt !

Nog eentje

Wat wordt bedoeld met 'de spectroscopische notatie'van (bvb) As'?

[Mendelevium]

Ok, al heel erg bedankt !

Nog eentje

Wat wordt bedoeld met 'de spectroscopische notatie'van (bvb) As'?

Is dat niet gewoon de elektronenconfiguratie: 1s² 2s² 2p⁶ ...

[Giulia]

Hoi, ja, idd! Heb ik ook net gevonden in m'n cursus (sorry voor de onnodige vraag).

Hier nog een hersenspinsel: van sommige moleculen kunnen mesomere vormen geschreven worden, maar je mag het niet zo bekijken dat de structuren werkelijk in elkaar overgaan, de echte structuur is een hybride van de mesomeren. Maar een elektron heeft ook een kinetische energie die afhankelijk is van de grootte van de ruimte die het tot z'n beschikking heeft: in een grote molecule heeft het een kleinere kinetische energie dan in een klein en dat kan ik nu niet goed verzoenen met die mesomere structuren. Als de elektronen niet bewegen over de molecule zoals in die structuren, hoe dan wel?

[Mendelevium]

Er zal waarschijnlijk in je cursus een formule staan waarin de kinetische energie in relatie staat met de grote van de ruimte waarin het elektron zit.

Bij een molecule zonder mesomerie zitten die elektronen "vast" in de bindingen die aangegaan worden, bij een molecule met mesomerie worden de elektronen in feite "uitgesmeerd" over 2 of meer atomen waardoor de ruimte waarin ze zich kunnen bevinden groter is. Hoe meer atomen in een molecule mesomerie hebben hoe lager de kinetische energie en hoe stabieler (de elektronen worden over een groter volume "uitgesmeerd").

Ook heeft entropie daar wel iets mee te maken, hoe meer "uitgesmeerd" over het molecule hoe groter de wanorde en alles streeft nu eenmaal naar een zo groot mogelijke wanorde.

Edit:

de formule waarover ik sprak is de volgende:

\(E = n² \cdot \frac{h²}{8 \cdot m \cdot l²}\)

De E staat voor de kinetische energie, de h voor de planckconstante, de m voor de massa en l voor de lengte van de ruimte waarin het elektron zich bevindt. Dus als l groter wordt, zal de kinetische energie dalen.

[Mendelevium]

Sorry voor het bumpen maar ik vroeg me af of Marko al een hulplijn geraadpleegd heeft ivm met hybridisatie (het heeft ondertussen ook mijn interesse gewekt )

[Marko]

Inmiddels heb ik inderdaad een hulplijn geraadpleegd. Het antwoord was zoals ik al eerder zei:

Hybridisatie kost geen energie - anders zou het ook niet gebeuren. Het promoveren van een electron uit 2s naar 2p kost wel energie. Echter, die promotie maakt hybridisatie mogelijk, waardoor een molecuul kan ontstaan. Of anders bekeken, waardoor de negatieve lading van de electronen van de betrokken atomen beter verdeeld kan worden over de ruimte. Die ladingsverdeling is bij losse atomen (met uitzondering van de edelgassen) niet optimaal, waardoor deze altijd geneigd zijn moleculen te vormen.

Houd goed in je achterhoofd dat hybridisatie een model is om te verklaren hoe moleculen aan hun ruimtelijke structuur komen, om te verklaren wat er met de orbitalen gebeurt "op het moment" dat atomen een molecuul vormen.