Vanden Bout/LaBrake CH301 WHY IS EVERYTHING SO DIFFERENT? - - PowerPoint PPT Presentation

CH302 ¡Vanden ¡Bout/LaBrake ¡ ¡Fall ¡2012 ¡

Vanden ¡Bout/LaBrake ¡ CH301 ¡ WHY ¡IS ¡EVERYTHING ¡SO ¡DIFFERENT? Take ¡a ¡Closer ¡Look ¡at ¡Shape ¡& ¡ Bonding ¡ UNIT ¡3 ¡Day ¡3 ¡

CH302 ¡Vanden ¡Bout/LaBrake ¡ ¡Spring ¡2012 ¡

Important ¡InformaJon ¡

UNIT ¡2 ¡EXAM ¡WRAPPER ¡LM ¡Due ¡NEXT ¡TH ¡ LM21 ¡DUE ¡T ¡9AM ¡ HW ¡7 ¡DUE ¡T ¡9AM ¡ ¡

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What ¡are ¡we ¡going ¡to ¡learn ¡today? ¡

Understand & Predict Molecular Polarity Based on Shape Understand Bonding Theory Supporting Experimentally Determined Shapes (VB Theory - σ and π bonds)

REVIEW ¡LEARNING ¡MODULE ¡20 ¡

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μ ¡ ¡= ¡ ¡Q ¡r ¡

• CH4 (your) left sector
• NH3 center sector
• H2O

(your) right sector

• Make a model of one of these molecules
• Use different colored clay balls for the

different elements in compound

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• Are the bonds polar?
• Are the molecules polar?
• Is there a dipole moment?

Are the questions “Is the molecule polar?” and

• “Is does the molecule have a dipole
• moment the same question?
• the same question?

Have a little moment….

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left

• center
• right

CH3Cl CHCl3

CCl4

• Make a model of one of these molecules
• Use different colored clay balls for the

different elements in compound

• Are there any polar bonds?
• Are any of the molecules polar?
• Are there a dipole moments?

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Atomic Orbitals  Molecular Shape

How is it that we get from atomic orbitals with characteristic shapes to these bonds? Overlapping orbitals – H2 HF

Valence ¡Bond ¡Theory ¡(VB) ¡

• H-­‑H ¡bond, ¡s ¡– ¡s, ¡“head ¡on” ¡
• verlap ¡yields ¡sigma ¡bond ¡
• H-­‑F ¡bond, ¡s-­‑p, ¡“head ¡on” ¡
• verlap ¡yields ¡sigma ¡bond ¡

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Think about methane – CH4 2s22p2 overlapping with 1s1

How is that possible?

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Make ¡“new” ¡atomic ¡orbitals ¡that ¡are ¡combinaJons ¡of ¡the ¡“old” ¡orbitals. ¡ We ¡call ¡these ¡“hybrids” ¡

• ne ¡2s ¡+ ¡three ¡2p’s ¡ ¡ ¡= ¡ ¡ ¡four ¡sp3 ¡

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NEW ¡HYBRIDIZED ¡ORBITALS ¡ARE ¡DEGENERATE! ¡

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EXPLAIN ¡BONDING ¡FOR ¡AMMONIA ¡

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Use ¡hybridizaJon ¡to ¡explain ¡the ¡trigonal ¡planar ¡arrangement: ¡for ¡ example ¡BF3 ¡

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When ¡one ¡s ¡and ¡two ¡p ¡oribitals ¡are ¡mixed ¡to ¡form ¡a ¡ ¡ set ¡of ¡three ¡sp2 ¡orbitals, ¡one ¡p ¡orbital ¡remains ¡unchanged ¡and ¡ ¡ is ¡perpendicular ¡to ¡the ¡plane ¡of ¡the ¡hybrid ¡orbitals. ¡

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USE ¡VB ¡THEORY ¡TO ¡EXPLAIN ¡BONDING ¡IN ¡ETHENE ¡ ¡

VB ¡mulJple ¡bond ¡

• Ethene ¡has ¡a ¡C ¡= ¡C ¡

double ¡bond ¡

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LABEL ¡THE ¡SIGMA ¡AND ¡PI ¡BONDS ¡

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USE ¡VB ¡THEORY ¡TO ¡PREDICT ¡BONDING ¡IN ¡ETHYNE ¡

When ¡one ¡s ¡orbital ¡and ¡one ¡ ¡orbital ¡are ¡hybridized, ¡a ¡set ¡of ¡two ¡sp ¡

• rbitals ¡oriented ¡at ¡180 ¡degrees ¡results ¡

two ¡p ¡orbitals ¡“lej ¡over” ¡for ¡making ¡pi ¡bonds. ¡

Examples ¡of ¡sp ¡hybridizaJon: ¡ ¡N2, ¡HCCH, ¡CO2 ¡

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HybridizaJon ¡of ¡orbitals ¡for ¡CO2 ¡

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(a) ¡An ¡sp ¡hybridized ¡nitrogen ¡atom ¡(b) ¡The ¡s ¡bond ¡in ¡the ¡N2 ¡molecule ¡ ¡ (c) ¡the ¡two ¡p ¡bonds ¡in ¡N2 ¡are ¡formed ¡

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HybridizaJon ¡for ¡expanded ¡valence ¡

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Using ¡Molecular ¡Shapes ¡one ¡can ¡predict ¡– ¡ ¡ ¡The ¡polarity ¡of ¡the ¡molecule ¡ The ¡Molecular ¡Shapes ¡can ¡be ¡explained ¡ using ¡the ¡concept ¡ ¡-­‑ ¡ ¡ ¡Valence ¡Bond ¡Theory ¡ ¡-­‑ ¡Hybridized ¡

• Orbitals. ¡

WHAT ¡HAVE ¡WE ¡LEARNED ¡TODAY? ¡

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Learning Outcomes

Apply ¡the ¡VB ¡model ¡to ¡give ¡the ¡atomic ¡hybridizaJon ¡of ¡ ¡ any ¡atom ¡in ¡a ¡given ¡molecule ¡ Use ¡the ¡VB ¡model ¡to ¡describe ¡any ¡bond ¡in ¡a ¡molecule ¡ Determine ¡if ¡a ¡molecule ¡is ¡polar ¡based ¡on ¡polar ¡bonds ¡ and ¡its ¡molecular ¡geometry ¡