Најважније из лекције
Координативно-ковалентна веза: Настаје када један атом (донор) даје цео слободан електронски пар, а други (акцептор) прихвата пар својом празном орбиталом. Примери: \( \text{NH}_4^+ \), \( \text{H}_3\text{O}^+ \). По особинама је идентична класичној ковалентној вези.
Модел одбијања парова: Геометрија молекула зависи од одбијања парова. Слободни парови одбијају везане јаче него што се везани међусобно одбијају, смањујући углове везе: \( \text{CH}_4 \, (109,5^{\circ}) \rightarrow \text{NH}_3 \, (107^{\circ}) \rightarrow \text{H}_2\text{O} \, (105^{\circ}) \).
Модел одбијања парова: Геометрија молекула зависи од одбијања парова. Слободни парови одбијају везане јаче него што се везани међусобно одбијају, смањујући углове везе: \( \text{CH}_4 \, (109,5^{\circ}) \rightarrow \text{NH}_3 \, (107^{\circ}) \rightarrow \text{H}_2\text{O} \, (105^{\circ}) \).
Координативно-ковалентна (донорско-акцепторска) веза је ковалентна веза код које заједнички електронски пар потиче само од једног атома.
Донор електрона је атом са слободним електронским паром који „даје” оба електрона за грађење везе (нпр. \( \text{N} \) у \( \text{NH}_3 \), \( \text{O} \) у \( \text{H}_2\text{O} \)).
Акцептор електрона је честица са празном орбиталом која прихвата заједнички електронски пар (нпр. катјон водоника \( \text{H}^+ \), катјони прелазних метала).
Након формирања, координативно-ковалентна веза се по својим особинама и јачини ни по чему не разликује од обичне ковалентне везе.
Примери настанка координативно-ковалентне везе:
- Формирање амонијум-јона: \( \text{NH}_3 + \text{H}^+ \rightarrow \text{NH}_4^+ \) (атом азота је донор, јон \( \text{H}^+ \) је акцептор).
- Формирање хидронијум-јона: \( \text{H}_2\text{O} + \text{H}^+ \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ \) (атом кисеоника је донор, јон \( \text{H}^+ \) је акцептор).
Која честица је донор, а која акцептор електронског пара при настајању амонијум-јона \( \text{NH}_4^+ \)?
Одговор: Молекул амонијака (\( \text{NH}_3 \)), односно његов атом азота који има слободан електронски пар, јесте донор, док је јон водоника (\( \text{H}^+ \)) са празном орбиталом акцептор.
Геометрија молекула зависи од броја везаних и слободних електронских парова на централном атому, јер се сви електронски парови међусобно одбијају и теже да буду што удаљенији један од другог.
Слободни електронски парови заузимају више простора и одбијају друге електронске парове јаче од везаних парова:
\[ \text{одбијање: слободан–слободан} > \text{слободан–везани} > \text{везани–везани} \]
Због тога присуство слободних електронских парова смањује углове између веза.
| Молекул | Централни атом | Број слободних парова | Угао везе | Опис геометрије |
|---|---|---|---|---|
| Метан (\( \text{CH}_4 \)) | \( \text{C} \) | 0 | \( 109,5^{\circ} \) | Симетрично одбијање свих везаних парова (тетраедарски угао). |
| Амонијак (\( \text{NH}_3 \)) | \( \text{N} \) | 1 | \( 107^{\circ} \) | Слободан пар јаче одбија три везе, смањујући угао. |
| Вода (\( \text{H}_2\text{O} \)) | \( \text{O} \) | 2 | \( 105^{\circ} \) | Два слободна пара се најјаче одбијају и додатно смањују угао. |
Зашто је угао између веза у молекулу воде (\( 105^{\circ} \)) мањи него у молекулу метана (\( 109,5^{\circ} \))?
Одговор: Атом кисеоника у води има два слободна електронска пара који се међусобно јако одбијају и јаче одбијају везане електронске парове према доле, док угљеник у метану нема слободних парова, па је одбијање међу свим везама једнако.
Задаци за вежбање
Лаки: Како се назива атом или јон који у ковалентну везу улази са празном орбиталом?
Одговор: Назива се акцептор електрона.
Средњи: Поређајте молекуле \( \text{NH}_3 \), \( \text{H}_2\text{O} \) и \( \text{CH}_4 \) према опадајућој вредности угла између веза.
Поредак од највећег ка најмањем углу је:
\[ \text{CH}_4 \; (109,5^{\circ}) > \text{NH}_3 \; (107^{\circ}) > \text{H}_2\text{O} \; (105^{\circ}) \]
Образложење: Број слободних електронских парова на централном атому расте (\( 0 \rightarrow 1 \rightarrow 2 \)), што доводи до све јачег одбијања и смањења валентног угла.
Тешки: Прикажите једначином настанак хидронијум-јона и објасните улогу молекула воде и јона водоника у грађењу координативно-ковалентне везе. Колико слободних електронских парова остаје на кисеонику након ове реакције?
Једначина:
\[ \text{H}_2\text{O} + \text{H}^+ \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ \]
Улоге:
- Молекул воде (\( \text{H}_2\text{O} \)) је донор јер његов атом кисеоника користи један од своја два слободна електронска пара за грађење везе.
- Јон водоника (\( \text{H}^+ \)) је акцептор јер има празну орбиталу којом прихвата тај електронски пар.
