Hemijske Veze Medicina

8/19/2019 Hemijske Veze Medicina

1/58

HEMIJSKE VEZEHEMIJSKE VEZE

Dr sc Munira Mazalović,Dr sc Munira Mazalović,

redovni profesor redovni profesor


2/58

Hemijske veze su sile koje dre a!ome "jone# naHemijske veze su sile koje dre a!ome "jone# naokupu "zajedno# u $emijskom elemen!u iliokupu "zajedno# u $emijskom elemen!u ili

jedinjenju% jedinjenju%

TIPOVI HEMIJSKIH VEZATIPOVI HEMIJSKIH VEZA

&os!oje !ri !ipa idealizirani$ modela $emijski$ veza'&os!oje !ri !ipa idealizirani$ modela $emijski$ veza'

(( jonska jonska

( kovalen!na ) dicen!ri*na i policen!i*na( kovalen!na ) dicen!ri*na i policen!i*nadielek!ronska, kao i koordinirano(kovalen!na vezadielek!ronska, kao i koordinirano(kovalen!na veza

( me!alna( me!alna%%


3/58

Jonska hemijska vezaJonska hemijska veza prds!avlja sileprds!avlja sileelek!ros!a!sko+ privla*enja izmeu pozi!ivno ielek!ros!a!sko+ privla*enja izmeu pozi!ivno ine+a!ivno naelek!risani$ jona%ne+a!ivno naelek!risani$ jona%

Joni nas!aju pri prijelazu elek!rona sa a!omaJoni nas!aju pri prijelazu elek!rona sa a!omamanje elek!rone+a!ivnos!i na a!om *ija jemanje elek!rone+a!ivnos!i na a!om *ija je

elek!rone+a!vnos! veća "od me!ala ka neme!alu#%elek!rone+a!vnos! veća "od me!ala ka neme!alu#%

&ri !ome, o-razuju se jonske kris!alne re.e!ke sa&ri !ome, o-razuju se jonske kris!alne re.e!ke sa

pravilnim rasporedom jona%pravilnim rasporedom jona%

Jonska jedinjenja su *vrs!e sups!ancije visokeJonska jedinjenja su *vrs!e sups!ancije visoke!empera!ure !opljenja%!empera!ure !opljenja%


4/58

Metalna veza (Na) Kovalentna veza (l!) Jonska veza (Nal)


5/58

Kovalentna hemijska vezaKovalentna hemijska veza je rezul!a! je rezul!a!djelovanja nukleusa dva a!oma izmeu koji$djelovanja nukleusa dva a!oma izmeu koji$

se o-razuje veza, na lokalizaciju zajedni*ko+se o-razuje veza, na lokalizaciju zajedni*ko+elek!ronsko+ para%elek!ronsko+ para%

/va veza je mo+uća izmeu dva a!oma, koji/va veza je mo+uća izmeu dva a!oma, kojiimaju pri-line vrijednos!i koeficijena!aimaju pri-line vrijednos!i koeficijena!aelek!rone+a!ivnos!i "dva neme!ala#'elek!rone+a!ivnos!i "dva neme!ala#'

e(

e(

"# "#


6/58

Me!alana vezaMe!alana veza je rezul!a! djelovanja je rezul!a! djelovanjaizmeu ka!jona me!ala i delokalizirani$izmeu ka!jona me!ala i delokalizirani$valen!ni$ elek!rona%valen!ni$ elek!rona%

Ja*ina ove veze zavisi od -roja valen!ni$Ja*ina ove veze zavisi od -roja valen!ni$elek!rona koji u*es!vuju u njenomelek!rona koji u*es!vuju u njenomos!varenju%os!varenju%


7/58

Hemijske veze u s!varnoj sups!anciji,Hemijske veze u s!varnoj sups!anciji,

o-i*no, nalaze se na prijelazu izmeuo-i*no, nalaze se na prijelazu izmeuovi$ !ipova $emijski$ veza%ovi$ !ipova $emijski$ veza%

0rian+ularni dija+ram za elemen!e !reće0rian+ularni dija+ram za elemen!e !rećeperiode pokazuje kon!inui!e! promjenaperiode pokazuje kon!inui!e! promjenaveza izmeu ovi$ ovi$ a!oma'veza izmeu ovi$ ovi$ a!oma'

1%1% Jonska ) kovalen!na2Jonska ) kovalen!na23%3% Jonska ) me!alna2Jonska ) me!alna2

4%4% Me!alna ) kovalen!na%Me!alna ) kovalen!na%


8/58

Jonska Metalna

Kovalentna

l !

S ! l

!

P l $

S i l % A l l

$ M &

l ! N a l

l !

S '

P %

S i

A l

M &

N a

Nal Na!S Na$P NaSi NaAl NaM& Na

K o v a

l e n t n

aK

o v a l e n t n a

M e t a l n a

J o n s k

a

Metalna

Jonska

ijevo Je*injenja

svako& elemenata sa

hlo+om &+a*a,ija o*

jonske *o kovalentne

veze-

.esno Elementi $-

"e+io*e- /+a*a,ija

o* kovalentne *o

metalne veze-

0aza Je*injenja

svako&

elemenata sa

nat+ijem

&+a*a,ija o*

jonske *o

metalne veze-


9/58

Oso1ine kovalentne vezeOso1ine kovalentne veze

Dvije su osnovne karak!eris!ike kovalen!ne veze'Dvije su osnovne karak!eris!ike kovalen!ne veze'

Duina vezeDuina veze "ras!ojanje izmeu nukleusa vezani$"ras!ojanje izmeu nukleusa vezani$a!oma#2a!oma#2

Ener+ija vezeEner+ija veze "ja*ina veze#' promjena en!alpije pri"ja*ina veze#' promjena en!alpije pri

o-razovanju 1 mola veza +asne molekule iz a!oma,o-razovanju 1 mola veza +asne molekule iz a!oma,!akoer, u +asovi!om s!anju%!akoer, u +asovi!om s!anju%

Meu jedinjenjima sa iden!i*nim $emijskim vezama,Meu jedinjenjima sa iden!i*nim $emijskim vezama,

navedene oso-ine odraavaju se na nji$ovunavedene oso-ine odraavaju se na nji$ovureak!ivnos!%reak!ivnos!%

0o je prikazano na dija+ramu zakovalen!ne veze0o je prikazano na dija+ramu zakovalen!ne vezekar-on !e!ra$alida "56kar-on !e!ra$alida "5677#'#'


10/58

189 1:8 399 338

.23ina veze4 "m

899

799

499

399 E n e

+ & i j a v e z e 4

k J m o l 5 6

7 e a k t i v n o s t

Kako duina veze ras!e, !akoener+ija veze opada%

Sa smanjenjem ener+ije veze,reak!ivnos! molekule ras!e%

8 %

l %

0 + %

I %


11/58

ONSKA HEMI SKA VEZA

Na(&) Na#

(&) # e5 9E : # ;46% eV

l(&) # e5 l5(&) 9E : 5 $4


12/58

Da -i se na+radio jon ;a


13/58

Na(&) # l(&) Na#(&) # l5(&) 9E : # 64;$ eV

Na#(&) # l5(&) Na#l5(&) 9E : 5 ;4$= eV

Na(&) # l(&) Na#l5(&) ΔE = - 3,80 eV

/pćeni!o se moe reći' &ri o-razovanju jonske$emijske veze dolazi do smanjenja ene!ije

sis"ema " =Hf ? 9#, z-o+ *e+a je ova veza visokos!a-ilna% Veza je elek!ros!a!ske prirode%


14/58

&ri rekciji izmeu me!alno+ ;a"s# i +asovi!o+$lora 5l"+# oslo-aa se !oplo!na ener+ija%

@eakcija je e+zo!ermna i ima ne+a!ivnuvrijednos! en!alpije'

Na(s) # > l!(&) Na#l5(&) 9H : 5 $


15/58

Jonska je*injenja 2Jonska je*injenja 2 jonskim "a+ovima jonskim "a+ovima "ostoje samo "+i visokim tem"e+at2+ama"ostoje samo "+i visokim tem"e+at2+ama--

P+i o1i@nim tem"e+at2+ama4 to s2P+i o1i@nim tem"e+at2+ama4 to s2 @v+ste@v+stes2"stan,ije4 "+avilnih &eomet+ijskih o1likas2"stan,ije4 "+avilnih &eomet+ijskih o1lika--

Z1o& to&a4 jonska hemijska vezaZ1o& to&a4 jonska hemijska veza nemanemao*+een2 "+osto+n2 o+jenta,ij2o*+een2 "+osto+n2 o+jenta,ij24 tj- ona nije4 tj- ona nije2smje+ena veza-2smje+ena veza-

T+o*imenzionalni +as"o+e* jona nastalih "+iT+o*imenzionalni +as"o+e* jona nastalih "+io1+azovanj2 jonske hemijske veze naziva seo1+azovanj2 jonske hemijske veze naziva se jonska k+istalna +eBetka jonska k+istalna +eBetka- Svaki jon ima svoj- Svaki jon ima svojkoo+*ina,ijski 1+ojkoo+*ina,ijski 1+oj--


16/58

B kris!alu ";a


17/58

Jonska k+istalna +eBetka o1+az2je se 2zoslo1aanje znatno veCe koli@ine ene+&ije4

o* one koja se oslo1aa "+i nastajnj2

jonsko& "a+a-Z1o& to&a4 k+istalna ?o+ma jonsko&

je*injenja znatno je sta1ilnija4 Bto se iz+a3avaene+&ijom k+istalne +eBetke-

Ene+&ija k+istalne +eBetke neko& jonsko& je*injenja je 2k2"na koli@ina ene+&ije koja

"+oizilazi iz elekt+ostatskih inte+ak,ija 2

,ijeloj k+istalnoj +eBetki4 a is#az$je se#oli%inom ene!ije #oja se oslo&odi

'i o&azo(anj$ ) mola #is"alne

s$'s"an*ije iz jona $ !aso(i"om

s"anj$-


18/58

;pr% ener+ija kris!alne re.e!ke na!rijum$lorida iznosi ):C,F8 kJmol(1%

0o je ener+ija koja se oslo-odi prio-razovanju 1 mola kris!alno+ ;a


19/58

Z-o+ velike koli*ine ener+ije koja se oslo-aapri o-razovanju jonske kris!alne re.e!ke, jonska

jedinjenja su s!a-ilne *vrs!e sups!ancije velike!vrdoće i visoki$ !empera!ura !opljenja%

/-i*no se ras!varaju u polarnim ras!vara*ima

"npr% u H3/#%

B *vrs!om a+re+a!nom s!anju ne provode

elek!ri*nu s!ruju, ali nji$ovi ras!vori i ras!opi jeprovode, jer su u !im sis!emima nji$ovi jonipokre!ljiviji, !e mo+u prenosi!i elek!rone odka!ode ka anodi%


20/58

Jonska jedinjenja +rade elemen!i s(-loka ) !ipi*nime!ali *ija je ener+ija jonizacije mala, pri reakciji selemen!ima p(-loka ( !ipi*nim neme!alima koji imaju

veliki afini!e! prema elek!ronu% &ri !ome, o-razuju sepozi!ivno naelek!risani joni ( ka!joni me!ala ine+a!ivno naelek!risani joni ( anjoni neme!ala%

Sa "o+astom atomsko& 1+oja elementa 2"e+io*ama u 0a-lici periodno+ sis!ema, povećavase nji$ova ener+ija jonicacije i afini!e! premaelek!ronu%

0o se smanjuje mo+ućnos! o-razovanja elek!ropozi!ivni$ jona, a povećava mo+ućnos!o-razovanja elek!rone+a!ivni$ jona%


21/58

Sa "o+astom atomsko& 1+oja elementa 2&+2"ama4 ener+ija nji$ove jonizacije opada,.!o povećava mo+ućnos! o-razovanja

elk!ropozi!ivni$ jona%

Elemen!i d( i f(-loka *ija je ener+ija jonizacijedovoljno niska, mo+u o-razova!ielek!ropozi!ivne jone, !e !ako s elemen!imaveće elek!rone+a!ivnos!i o-razova!i jonska

jedinjenja% ;ajveći -roj ovi$ elemen!a javlja seu vi.e oksidacijski$ s!anja "npr% Ge3< i Ge4


22/58

KOVA+EN,NA HEMIJSKA VEZA

eisova !eorija kovalen!ne veze "11C% +%#, prema kojoj seveza izmeu dva a!oma uspos!avlja o-razovanjem jedno+ ili

vi.e zajedni*ki$ elek!ronski$ parova, .!o ima s!a-ilizirajućiefeka! za o-a a!oma%

&ri !ome, o-razuje se s!a-ilna konfi+uracija plemeni!o+ +asa is!e periode%

&ri formiranja molekule H3 ,pos!ie se elek!ronska konfi+uracija He "1s3#, a za os!ale a!ome konfi+uracija posljednje+ener+e!sko+ nivoa os!ali$ plemeni!i$ +asova ( ns3npC "pravilook!e!a#%

/vo pravilo vai samo za elemen!e 1% i 3% kra!ke periode% !omios!ali$ elemena!a mo+u ima!i' 19, 13 i vi.e elek!rona prio-razovanju kovalen!ni$ molekula i koordinirano(kvalen!ni$

jona i molekula%

K l ! i i h l


23/58

Kovalen!na veza naziva se i homeo"ola+na, zarazliku od jonske, koja je hete+o"ola+na%

Kovalen!na veza moe se o-razova!i izmeu dvais!a a!oma' ;3, /3, G3 i dr% "$omonuklearna veza#%

&rema savremenoj kvan!no ( me$ani*koj !eorijikovalen!ne veze zadran je eisov na*ino-iljeavanja kovalen!ne veze i pisanja kovalen!ni$

jedinjenja%

Kovalen!ni par o-iljeava se cr!om i !ako se do-ijes!ruk!urna formula jedinjenja%

Bkoliko se prika elek!ronski paro i do-ije se elek!ronska form la


24/58

Bkoliko se prikau elek!ronski parovi, do-ije se elek!ronska formula jedinjenja'

!omi $idro+ena i a!omi $lora su kovalen!no jednovalen!ni, jer mo+u+radi!i samo jednu kovalen!nu vezu% 0o je jedno+u-a ) jednos!ruka

ili o-i*na kovalen!na veza%

!om oksi+ena u reakciji sa a!omima $idro+ena +radi dvije !om oksi+ena u reakciji sa a!omima $idro+ena +radi dvije jedno+u-e kovalen!ne veze' jedno+u-e kovalen!ne veze'

H H

H F # O # F H O H ili O G H

- - - -

- # -

ili 5 H-

#

-

l

H l - - - -

F F


25/58

P+imje+iP+im je+i Lroj kovalen!ni$ veza koje mo+uLroj kovalen!ni$ veza koje mo+uo-razova!i elemen!i dru+e periode p(-lokao-razova!i elemen!i dru+e periode p(-loka

iznosi'iznosi' L "4#2 5 "7#2 ; "4#2 / "3#2 G "1#%L "4#2 5 "7#2 ; "4#2 / "3#2 G "1#%

&ri o-razovanju, Izmeu dva a!oma mo+u se&ri o-razovanju, Izmeu dva a!oma mo+u seo-razova!io-razova!i dvijedvije ""dva elek!ronska paradva elek!ronska para## ili !riili !ri

kovalen!ne veze "kovalen!ne veze "!ri elek!ronska para!ri elek!ronska para#%#%

&ri !ome, o-razuju se&ri !ome, o-razuju se dvos!ruke "dvos!ruke "dvo+u-edvo+u-e# i# i

!ros!ruke "!ros!ruke "!ro+u-e!ro+u-e# veze%# veze%

P+imje+iP+im je+i ;ezasićeni kar-o$idro+eni ) alkani,;ezasićeni kar-o$idro+eni ) alkani,

alkeni, aroma!i*nialkeni, aroma!i*ni kar-o$idro+enikar-o$idro+eni''


26/58

C C

H H

H H

C C

HC

CH

CH

CH

CH

CH

H H

ETEN AETIEN (ETIN) 0ENZEN

K t h i@k t ij k l tK t h i@k t ij k l t


27/58

Kvantno G mehani@ka teo+ija kovalentne vezeKvantno G mehani@ka teo+ija kovalentne veze

Savremeno poimanje kovalen!ne vezeSavremeno poimanje kovalen!ne vezezasniva se na kvan!no(me$ani*kom pris!upu,zasniva se na kvan!no(me$ani*kom pris!upu,pri *emu se pri-je+ava izvjesnimpri *emu se pri-je+ava izvjesnimaproksimacijama% B su.!ini pos!oje dvijeaproksimacijama% B su.!ini pos!oje dvije!eorije'!eorije'

) Atomsko5 o+1italna ili valen,iono5st+2kt2+naAtomsko5 o+1italna ili valen,iono5st+2kt2+na "13:% +% Hei!ler, ondon2 149% +% &aulin+ i"13:% +% Hei!ler, ondon2 149% +% &aulin+ i

Sla!er#2Sla!er#2

) Molek2lsko5 o+1italna teo+ijaMolek2lsko5 o+1italna teo+ija "149% +% Hund i"149% +% Hund i

Muliken#%Muliken#%


28/58

&rema&rema a!omsko(or-i!alnoj !eorijia!omsko(or-i!alnoj !eoriji, pri, prio-razovanju kovalen!ne veze izmeu a!oma,o-razovanju kovalen!ne veze izmeu a!oma, nene

uzimaju se u o-zir modifikacije a!omski$uzimaju se u o-zir modifikacije a!omski$or-i!ala,or-i!ala, iako se elek!roni nalaze u sferiiako se elek!roni nalaze u sferi

djelovanja o-a nukleusa%djelovanja o-a nukleusa%

< <

( (

Elekt+ostati@ke sile "+ivla@enja i o*1ijanja "+i inte+ak,iji

*va atoma hi*+o&ena


29/58

ATOMSKO5O70ITANA TEO7IJAATOMSKO5O70ITANA TEO7IJA

KOVAENTNE VEZEKOVAENTNE VEZE

6s i 6s

P+ek+ivanje 6s o+1itala atoma hi*+o&ena


30/58

Epo!% " eV#7

=

( 7,:3 eV

(7r "pm#

:7 189 389

Poten,ijalna ene+&ija sistema koji se sastoji iz *va

atoma hi*+o&ena 2 ?2nk,iji +astojanja izme2 njihovih

n2kle2sa


31/58

&rema&rema molek2lsko5o+1italnoj teo+ijimolek2lsko5o+1italnoj teo+iji, pri, prio-razovanju kovalen!ne veze izmeuo-razovanju kovalen!ne veze izmeu

a!oma, dolazi de redis!ri-ucije elek!ronaa!oma, dolazi de redis!ri-ucije elek!ronanana ener+e!ske nivoe molekulski$ or-i!alaener+e!ske nivoe molekulski$ or-i!ala,,

na koje djeluju nukleusi svi$ a!oma kojina koje djeluju nukleusi svi$ a!oma koji

u*es!vuju u formiranju veze%u*es!vuju u formiranju veze%

0o podrazumjeva zna*ajne promjene u0o podrazumjeva zna*ajne promjene u

perifernim elek!ronskim slojevima a!oma,perifernim elek!ronskim slojevima a!oma,pri *emu dolazi do formiranja molekulski$pri *emu dolazi do formiranja molekulski$

or-i!ala%or-i!ala%


32/58

ko se dva a!oma i L dovoljno pri-lie, ko se dva a!oma i L dovoljno pri-lie,!ako da se nji$ove a!omske or-i!ale!ako da se nji$ove a!omske or-i!ale

opisane !alasnim funkcijamaopisane !alasnim funkcijama ψAA ii ψ00,,djelimi*no prekriju,djelimi*no prekriju, svaki elek!ron usvaki elek!ron unas!alom sis!emu opisuje se novomnas!alom sis!emu opisuje se novom

!alasnom funkcijom!alasnom funkcijomψMOMO, kojom se, kojom se opisujeopisuje

novoformirana molekulska or-i!ala )novoformirana molekulska or-i!ala )sime!ri*na u odnosu na in!ernuklearnusime!ri*na u odnosu na in!ernuklearnu osu, cilindri*no+ !ipa'osu, cilindri*no+ !ipa'

ψMOMO : N (: N (ψAA ## ψ00))

+dje je+dje je ;; ) koeficijen! normalizacije% ) koeficijen! normalizacije%


33/58

!o je!o je veća vrijednos! zaveća vrijednos! za ψ ψ M/M/ u o-las!iu o-las!iprekrivanja a!omski$ or-i!alaprekrivanja a!omski$ or-i!ala, !o je i, !o je i

vjerova!noća nalaenja elek!rona "vjerova!noća nalaenja elek!rona "ψMOMO

!!# u !om# u !om

pros!oru veća% 0o zna*i, da supros!oru veća% 0o zna*i, da su privla*ne sileprivla*ne sile izmeu nukleusa i elek!rona veće odizmeu nukleusa i elek!rona veće od repulsivni$repulsivni$

silasila izmeu nukleusa i izmeu elek!rona%izmeu nukleusa i izmeu elek!rona%

Lroj molekulski$ or-i!alaLroj molekulski$ or-i!ala jednak je -roju jednak je -rojua!omski$ or-i!alaa!omski$ or-i!ala koje su se djelimi*nokoje su se djelimi*no

prekrivaju%prekrivaju%

&rekrivanjem dviju a!omski$ or-i!ala -liske&rekrivanjem dviju a!omski$ or-i!ala -liskeener+ije i is!e sime!rije u odnosu naener+ije i is!e sime!rije u odnosu na

in!ernuklernu osuin!ernuklernu osu, uvijek, uvijek nastaj2 je*na vezivnanastaj2 je*na vezivna

i je*na antivezivna molek2lska o+1italai je*na antivezivna molek2lska o+1itala%%

&rekrivanjem a!omski$ or-i!ala&rekrivanjem a!omski$ or-i!ala is!o+ al+e-arsko+ predznaka "


34/58

&rekrivanjem a!omski$ or-i!ala&rekrivanjem a!omski$ or-i!ala is!o+ al+e-arsko+ predznaka "


35/58


36/58

Djelimi*nim prekrivanjem a!omski$ or-i!alaDjelimi*nim prekrivanjem a!omski$ or-i!alasupro!no+ al+e-arsko+ predznaka "< i (#,supro!no+ al+e-arsko+ predznaka "< i (#, *iji*iji

!alasi nisu u is!oj fazi,!alasi nisu u is!oj fazi, nastaje antivezivnanastaje antivezivnamolek2lska o+1italamolek2lska o+1itala koja se ozna*ava sakoja se ozna*ava saσ

44 a opisuje se !alasnom funkcijoma opisuje se !alasnom funkcijomψMOMO

ψMOMO : N : N[((ψAA # (5 # (5ψ00))] iliili ψMOMO : N( : N(ψAA 55 ψ00))

7ez2lti+aj2Ca molek2lska o+1itala4 2slje*7ez2lti+aj2Ca molek2lska o+1itala4 2slje*inte+?e+en,ije talasa koji nis2 2 istoj ?azi4inte+?e+en,ije talasa koji nis2 2 istoj ?azi4manje je am"lit2*emanje je am"lit2*e


37/58

Z-o+Z-o+ in!erferencijein!erferencije !alasa a!omski$ or-i!ala koji!alasa a!omski$ or-i!ala kojisu u supro!noj fazi, u pros!orusu u supro!noj fazi, u pros!oru izmeu dvaizmeu dva

nukleusa s!vara se nodus "*vor# u kojem jenukleusa s!vara se nodus "*vor# u kojem je

ψMOMO : =: =, !e je i, !e je i vjerova!noća nalaenja elek!ronavjerova!noća nalaenja elek!ronaψMOMO

!! : =: =,,

B pros!oru izmeu nukleusa elek!ronska +us!inaB pros!oru izmeu nukleusa elek!ronska +us!ina

je vrlo mala% je vrlo mala%

Z-o+ !o+a,Z-o+ !o+a, sile repulsijesile repulsije izmeu nukleusa iizmeu nukleusa iizmeu elek!ronaizmeu elek!rona ja*e su ja*e su od sila privla*enjaod sila privla*enja

izmeu nukleusa i elek!rona% /!uda,an!ivezivnaizmeu nukleusa i elek!rona% /!uda,an!ivezivnaor-i!ala nema !endenciju da dri a!ome naor-i!ala nema !endenciju da dri a!ome naokupu% /na je, !akoer, aksijano sime!ri*na uokupu% /na je, !akoer, aksijano sime!ri*na u

odnosu na in!ernuklearnu osu%odnosu na in!ernuklearnu osu%


38/58

Ener+ija vezivne molekulskeEner+ija vezivne molekulske or-i!aleor-i!ale nia jenia je odododod ener+ije a!omski$ or-i!alaener+ije a!omski$ or-i!ala, .!o uslovljava, .!o uslovljava

s!a-ilnos! sis!ema, odnosno s!a-ilnos! vezes!a-ilnos! sis!ema, odnosno s!a-ilnos! vezeuspos!avljene izmeu a!oma koji o-razujuuspos!avljene izmeu a!oma koji o-razuju

molekulu%molekulu%

Ener+ija vezivne molekulske or-i!ale "Ener+ija vezivne molekulske or-i!ale "MOMO# nia# nia

je od od ener+ije a!omski$ or-i!ala za vrijednos! je od od ener+ije a!omski$ or-i!ala za vrijednos!""

# i naziva se# i naziva se sta1iliza,iona ene+&ija-sta1iliza,iona ene+&ija-

Ene+ija an!ivezivne molekulskeEne+ija an!ivezivne molekulske or-i!ale "vi.a jeor-i!ale "vi.a jeod ener+ije inicijalni$ a!omski$ or-i!ala zaod ener+ije inicijalni$ a!omski$ or-i!ala za

ener+ijuener+iju *esta1iliza,ije*esta1iliza,ije ((

))%%

0o zna*i da je s!a-ilnos! veze izmeu a!oma !o0o zna*i da je s!a-ilnos! veze izmeu a!oma !omanja, .!o je -roj an!ivezivni$ elek!rona veći%manja, .!o je -roj an!ivezivni$ elek!rona veći%


39/58

Ene+&etski nivoi atomskih o+1itala A i 0 Ene+&ije vezivnih MO (atoma A i 0) i molek2lskih o+1itala MO i anivezivnih MO

i MOP nastalih njihovim "e+k+ivanjem molek2lskih o+1itala

ψ MO- E

E ψ MO-

ψ A ψ .

9 r A0

ψ MO r A0 ψ MO


40/58

Do o-razovanja molekuleDo o-razovanja molekule moe doćimoe doći samo akosamo ako je je -roj elek!rona u vezivnim-roj elek!rona u vezivnim or-i!alamaor-i!alama veći odveći od

-roja elek!rona u an!ivezivnim-roja elek!rona u an!ivezivnim or-i!alama%or-i!alama%Lroj veza koje se uspos!avljaju izmeu a!omaLroj veza koje se uspos!avljaju izmeu a!omaozna*ava seozna*ava se veli@inom +e*a vezeveli@inom +e*a veze''

7e* veze7e* veze : >: > (0+- el- 2 vezivnim MO 5 0+- el- 2 antivez- MO)(0+- el- 2 vezivnim MO 5 0+- el- 2 antivez- MO)

Svaka molekulska or-i!alaSvaka molekulska or-i!ala "i vezivna i"i vezivna ian!ivezivna#, kao i a!omska, moean!ivezivna#, kao i a!omska, moe primi!iprimi!imaksimalno dva elek!ronamaksimalno dva elek!rona *iji su spinovi*iji su spinovi

an!iparaleni%an!iparaleni%


41/58

7as"o+e* elekt+ona 2 homon2klea+nim *iatomim7as"o+e* elekt+ona 2 homon2klea+nim *iatomim

molek2lama atoma "+va *va kvantna nivoamolek2lama atoma "+va *va kvantna nivoa

π 3pQ3

πP3pO3

σ 1s3, σP1s3, σ 3s3, σP3s3, σ 3pZ3, , σP pZ

3

π 3p63

πP 3p63

Ener+ija molekulske or-i!ale

O 7 0 I T A ( E


42/58

Ene+&etski nivoi

homon2klea+nih*iatomih

molek2la

J!omske Molekulske J!omskeE

σP3pZ

πP3pO

πP3p6

3pZ 3pZ 3p6, 3pQ 3p6, 3pQ

π3pQ

π3p6

σ3pZ

σP3s

3s 3s

σ 3s

σP1s

1s 1s

σ 1s

P+ek+ivanja atomskih o+1itala 2 homon2klea+nimP+ek+ivanja atomskih o+1itala 2 homon2klea+nim


43/58

P+ek+ivanja atomskih o+1itala 2 homon2klea+nimj

*iatomim molek2lama "+ema MOEKSKO G*iatomim molek2lama "+ema MOEKSKO G

O70ITANOJ TEO7IJI KOVAENTNE VEZEO70ITANOJ TEO7IJI KOVAENTNE VEZE

+ +. .+

+

s6 i s! σ s 5 vezivna o+1itala

+ - + . + - . -

s6 i s! σs5antivezivna

molek2lska o+1itala


44/58

- ++

- -

+

+

-

"Z6 i "Z! σ"5vezivna

molek2lska o+1itala

- + - - + ++-

"Z6 i "Z! σ"J 5 antivezivnamolek2lska o+1itala


45/58

+ . + -+ + -

s1 i pz 3 σsp )vezivna

molekulska or-i!ala

+ - + - ++ . +

s1 i pz 3 σPsp( an!ivezivnamolekulska or-i!ala


46/58

A B A B

+ +

-

+

- -

A B

"F6 ili "L6 i "F! ili "L! F" ili L" Gvezivna

molek2lska o+1itala

A B A

-

+ -

- +

A B

+ -

+

"F6 ili "L6 i "F! ili "L! F"J ili L"J 5antivezivna

molek2lska o+1itala


47/58

Koordinirano(kovalen!na vezaKoordinirano(kovalen!na veza

In!erakcija izmeu jona me!ala i li+anada moeIn!erakcija izmeu jona me!ala i li+anada moe-i!i posma!rana kao reakcija izmeu eis(ove-i!i posma!rana kao reakcija izmeu eis(ove

kiseline i eis(ove -aze% &ri !ome, li+andkiseline i eis(ove -aze% &ri !ome, li+and

djeluje kao donor elek!ronsko+ para !j% kaodjeluje kao donor elek!ronsko+ para !j% kaoeis(ova -aza, a jon me!ala kao akcep!or !o+eis(ova -aza, a jon me!ala kao akcep!or !o+elek!ronsko+ para koje+ prima na praznuelek!ronsko+ para koje+ prima na praznu

or-i!alu i pri !ome i+ra ulo+u eis(ove kiseline%or-i!alu i pri !ome i+ra ulo+u eis(ove kiseline%

&ri !ome se formira koordinarano ( kovalen!na&ri !ome se formira koordinarano ( kovalen!naveza izmeu li+anda ) donora i jona me!ala )veza izmeu li+anda ) donora i jona me!ala )

akcep!ora elek!ronsko+ para%akcep!ora elek!ronsko+ para%


48/58

&ri !ome, prazne $i-ridne or-i!ale jona me!ala koris!e&ri !ome, prazne $i-ridne or-i!ale jona me!ala koris!ese za o-razovanje koordinacijske veze, ovisno o -rojuse za o-razovanje koordinacijske veze, ovisno o -roju

i rasporedu li+anada% ;pr% za Rsmje.!aj slo-odni$i rasporedu li+anada% ;pr% za Rsmje.!aj slo-odni$

elek!ronski$ parova od .es! molekula amonijaka kojeelek!ronski$ parova od .es! molekula amonijaka kojedjeluju kao li+andna *es!ica, po!re-no je C prazni$djeluju kao li+andna *es!ica, po!re-no je C prazni$

$i-ridni$ a!omski$ or-i!ala koje su ok!aedarski$i-ridni$ a!omski$ or-i!ala koje su ok!aedarski

rasporeene u ok!aedrurasporeene u ok!aedru 5o";H5o";H44##CC4


49/58

Danas pos!oje !ri !eorije o meuso-nom vezivanjuDanas pos!oje !ri !eorije o meuso-nom vezivanju jona me!ala i li+andni$ *es!ica u koordinacijskim jona me!ala i li+andni$ *es!ica u koordinacijskim

kompleksima'kompleksima'

( 0eorija kris!alno+ polja2( 0eorija kris!alno+ polja2 ( 0eorija li+andno+ polja i( 0eorija li+andno+ polja i

( Molekulsko ) or-i!alna !eorija%( Molekulsko ) or-i!alna !eorija%

&rema prvoj !eoriji, cjelina koordinacijsko+ kompleksa&rema prvoj !eoriji, cjelina koordinacijsko+ kompleksazavisi, isklju*ivo od elekros!a!ski$ sila privla*enjazavisi, isklju*ivo od elekros!a!ski$ sila privla*enja

cen!ralno+ jona me!ala i li+andni$ *es!ica, .!o moecen!ralno+ jona me!ala i li+andni$ *es!ica, .!o moe-i!i in!erakcija izmeu pozi!ivni$ jona me!ala i-i!i in!erakcija izmeu pozi!ivni$ jona me!ala i

ne+a!ivni$ jona li+anda ili elek!ros!a!sko privla*enjene+a!ivni$ jona li+anda ili elek!ros!a!sko privla*enjeizmeu pozi!ivni$ jona me!ala i dipola kovalen!ni$izmeu pozi!ivni$ jona me!ala i dipola kovalen!ni$

molekula li+anda%molekula li+anda%

@aspored li+anda oko cen!ralno+ jona me!ala "Ge3


50/58

p + + j " #koordinacijskom kompleksu TGe "5;#CU

7( je ok!aedrijski


51/58


52/58

o-usi os!ali$ !riju d(or-!ale "do-usi os!ali$ !riju d(or-!ale "dNONO, d, dNzNz, d, dOzOz##usmjereni su izmeu osa, !e izmeu nji$ iusmjereni su izmeu osa, !e izmeu nji$ i

elek!rona li+andni$ *es!ica djeluju sile repulsijeelek!rona li+andni$ *es!ica djeluju sile repulsijemanje+ in!enzi!e!a, z-o+ *e+a su one ene+e!skimanje+ in!enzi!e!a, z-o+ *e+a su one ene+e!skinie od dnie od dz3z3 i di dN3 ) O3N3 ) O3%%

/va razlika u ener+iji d(or-i!ala pri ok!aedarskoj/va razlika u ener+iji d(or-i!ala pri ok!aedarskojsime!riji ne+a!ivno+ naelek!risanja li+andni$sime!riji ne+a!ivno+ naelek!risanja li+andni$*es!ica, ozna*ava se sa*es!ica, ozna*ava se sa ∆∆EE% /na je jednaka% /na je jednaka

ener+iji fo!ona vidljive svje!los!i, z-o+ *e+a suener+iji fo!ona vidljive svje!los!i, z-o+ *e+a sukoordinacijski kompleksi prijelazn$ me!alakoordinacijski kompleksi prijelazn$ me!alao-ojenio-ojeni% Loja kompleksa zavisi od razlike u% Loja kompleksa zavisi od razlike uener+iji d(or-i!ala "ener+iji d(or-i!ala "∆∆E#, odnosno, od prirode jonaE#, odnosno, od prirode jona

me!ala i prirode li+anda%me!ala i prirode li+anda%


53/58

P+imje+iP+im je+i

Deoksi$emo+lo-inDeoksi$emo+lo-in je je plavo o-ojenplavo o-ojen, z-o+, z-o+

male razlike u ener+iji d(or-i!ala "male razlike u ener+iji d(or-i!ala "∆∆E#, paE#, paapsor-iraapsor-ira narandas!unarandas!u svje!los! iz vidljivo+svje!los! iz vidljivo+dijela spek!ra%dijela spek!ra%

/ksi$emo+lo-in/ksi$emo+lo-in je je crveno o-ojencrveno o-ojen, z-o+, z-o+veće razlike u ener+iji d(or-i!ala "veće razlike u ener+iji d(or-i!ala "∆∆E#, paE#, pa

apsor-iraapsor-ira zelenuzelenu svje!los! iz vidljivo+ dijelasvje!los! iz vidljivo+ dijelaspek!ra, koja je veće ener+ije, a manji$spek!ra, koja je veće ener+ije, a manji$!alasni$ duina%!alasni$ duina%

z z


54/58

N

dz3

(or-i!ala

O

z

O N

z z z

OO

ON N

N

dN3 ( O3 (or-i!ala

dOz (or-i!ala dNO (or-i!ala dNz (or-i!ala


55/58

*z! *F

!5 L

! *FL *Fz *Lz

*z! *F

! G L!

*FL *Fz *Lz

E

7az*vajanje ene+&etskih nivoa *5o+1itala "o* 2tje,ajem

ne&ativno naelekt+isanih li&an*nih @esti,a

Dru+a !eorija koordinacijski$ kompleksaDru+a !eorija koordinacijski$ kompleksa teo+ijateo+ija


56/58

Dru+a !eorija koordinacijski$ kompleksa )Dru+a !eorija koordinacijski$ kompleksa )teo+ijateo+ijali&an*no& "oljali&an*no& "olja proizilazi iz !erije kris!alno+ polja, aliproizilazi iz !erije kris!alno+ polja, alidozvoljava i nekekovalen!ne in!erakcije izmeudozvoljava i nekekovalen!ne in!erakcije izmeuor-i!ala me!ala i li+anda%or-i!ala me!ala i li+anda%

0reća )0reća ) molek2lsko5o+1italna teo+ijamolek2lsko5o+1italna teo+ija zasniva se nazasniva se naprimjeni molekulski$ or-i!ala na koordinacijskeprimjeni molekulski$ or-i!ala na koordinacijskekomplekse% Bslovljena je, u+lavnom, kovalen!nimkomplekse% Bslovljena je, u+lavnom, kovalen!nimin!erakcijama cen!ralno+ jona me!ala i li+anda, s !imin!erakcijama cen!ralno+ jona me!ala i li+anda, s !imda li+andi daju daju elek!ronske parove zada li+andi daju daju elek!ronske parove zao-razovanje vezivni$ i an!ivezivni$, a nekada io-razovanje vezivni$ i an!ivezivni$, a nekada inevezivni$ molekulski$ or-i!ala%nevezivni$ molekulski$ or-i!ala%

Sma!ra se, da su u kompleksima an!ivezivne iSma!ra se, da su u kompleksima an!ivezivne inevezivne or-i!ale -lie cen!ralnom jonu me!ala, anevezivne or-i!ale -lie cen!ralnom jonu me!ala, avezivne -lie li+andima% ;espareni elek!roni, premavezivne -lie li+andima% ;espareni elek!roni, premaovoj !eoriji, nalaze se u polju djejs!va svi$ a!omaovoj !eoriji, nalaze se u polju djejs!va svi$ a!omakomlpleksa%komlpleksa%

H


57/58

H$N

N

H$

NH$H$N

H$N NH$o$#


58/58

σ*z G vezivna o+1itala

Hemijske Veze Medicina

Documents

Transcript of Hemijske Veze Medicina