Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 32.
W teorii orbitali molekularnych powstawanie wiązań chemicznych typu σ lub π wyjaśnia się, stosując do opisu tych wiązań orbitale cząsteczkowe odpowiedniego typu (σ lub π), które można utworzyć w wyniku właściwego nakładania odpowiednich orbitali atomowych atomów tworzących cząsteczkę. Na poniższych schematach zilustrowano powstawanie orbitali cząsteczkowych.
Na podstawie: K.H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007, s. 111–120.
Dane są cząsteczki: Cl2, H2, HF.
Ustal, nakładanie jakich orbitali atomowych (s czy p) obu atomów należy koniecznie uwzględnić, aby wyjaśnić tworzenie wiązań w cząsteczkach o podanych powyżej wzorach. W tym celu przyporządkuj każdemu wzorowi odpowiedni numer schematu.
Cl2:
H2:
HF:
Rozwiązanie
Poprawna odpowiedź:
Cl2: IV
H2: I
HF: II
Wskazówki
Rozwiązanie zadania, należy rozpocząć od analizy budowy cząsteczek, których wzory podano w zadaniu, czyli H2, Cl2, HF.
Wiązanie atomowe, w którym 2 biorące w nich udział orbitale atomowe łączą się wzdłuż 1 osi, tworząc orbital cząsteczkowy o symetrii osiowej, nazywamy wiązaniem sigma σ. W cząsteczce wodoru (H2) występuje wiązanie s-s-σ, ponieważ obydwa uczestniczące w nim orbitale atomowe to orbitale s (należy przyporządkować schemat oznaczony numerem I). Nakładanie się pojedynczo obsadzonych orbitali p 2 atomów chloru prowadzi do utworzenia orbitalu p-p-σ, który obydwa atomy chloru łączy w cząsteczkę. W cząsteczce chloru (Cl2) występuje więc wiązanie p-p-σ (należy przyporządkować schemat oznaczony numerem IV). W cząsteczce fluorowodoru (HF) pojedynczo obsadzony orbital s atomu wodoru i pojedynczo obsadzony orbital p atomu fluoru połączone zostały w całkowicie obsadzony orbital cząsteczkowy s-p-σ. Powstający orbital s-p-σ o symetrii osiowej stanowi wiązanie s-p-σ (należy przyporządkować schemat oznaczony numerem II).
