Structura moleculară sect11 Formule chimice formula brută formula moleculară formula structurală
Concepte generale Observabilă Categorie superioară Caracterizare Univers - Icircntreg spaţiul de observare Materie Univers Icircntreg spaţiul de observabile Energie radiantă Materie au o viteză comparabilă cu viteza luminii Radiaţii β γ etc Energie radiantă Se diferenţiază prin proprietăţi Corpuri Materie au o viteză mult mai mică decacirct viteza luminii Ansambluri de materiale
Corpuri pot avea o compoziţie (chimică) variabilă şi discontinuă
Materiale Ansambluri de materiale
pot avea compoziţie (chimică) variabilă dar nu discontinuă
Amestecuri de substanţe
Materiale au compoziţie definită
Substanţe (omogene) Amestecuri de substanţe
compoziţie (chimică) constantă
Substanţe eterogene Amestecuri de substanţe
compoziţie (chimică) variabilă
Soluţie Amestecuri de substanţe
stare de agregare solidă sau lichidă
Aliaj Soluţie amestecuri de metale icircn stare de agregare solidă sau lichidă
Compus chimic Substanţe (omogene) Au o structură chimică definită şi unică Cantitatea de substanţă Molul reprezintă cantitatea de substanţă care conţine atacirctea specii (atomi molecule ioni unităţi de formule electroni sau alte entităţi specificate) cacircţi atomi există icircn 12 g din izotopul 12C adică NA asymp 60231023 electronimol NA fiind numărul lui Avogadro Numărul de moli notat cu n este dat de relaţia n = NNA şi reprezintă cantitatea de substanţă ce conţine N entităţi specificate Consecinţă Proprietăţile sunt clasificate icircn extensive (depind de dimensiunea probei exemple masa şi volumul) şi intensive (independente de dimensiunea probei exemple temperatura densitatea presiunea) Proprietăţile molare sunt mărimi intensive şi se calculează pe baza proprietăţilor extensive cu formula Xm = Xn unde X este o proprietate extensivă iar n este numărul de moli din probă şi Xm este proprietatea molară asociată proprietăţii extensive X Exemple de mărimi intensive divide Vm - volum molar - proprietate intensivă asociată proprietăţii extensive volum V divide M - masa molară - masa probei icircmpărţită la cantitatea de substanţă M = mn [M] = gmol-1 divide Cm - concentraţia molară sau molaritatea unui solvat - numărul de moli de substanţă dizolvată
icircntr-un litru de soluţie cm = nVs [cm] = moll-1 = M divide mm - concentraţia molală sau molalitatea - numărul de moli de substanţă dizolvată raportată la
masa de solvent folosit pentru a prepara soluţia mm = nms [mm] = molkg-1 Exemple de mărimi extensive divide cP(mj) - concentraţia procentuală de masă - numărul de unităţi (g kg) din substanţa j
considerată conţinut icircn 100 de unităţi (100g 100kg) din amestec cp(mj)=mjmiddot100Σjmj [] divide cP(Vj) - concentsraţia procentuală de volum - volum de substanţă pură se află icircn 100 ml (100
cm3) de amestec cp(Vj)=Vjmiddot100ΣjVj [] Fracţia molară xj a componentului j dintr-un amestec xj=njΣjnj este o mărime intensivă Demonstraţie fie un amestec P cu compoziţia exprimată prin raportul numărului de molecule din fiecare component j icircn amestec pentru α1α2hellipαJ (cum ar fi pentru C2O4H2 α1α2α3 = 242 = 121 = ) şi numărul de moli n
1
xj =jj
j
nnΣ
=jj
j
jjjj
jjj
jj
j
A
jj
A
j
NN
NN
NN
NN
αΣ
α=
αΣαsdotΣ
αΣαsdot=
Σ=
Σ
Expresia rezultată nu depinde decacirct de compoziţia dată de proporţie şi nu depinde de numărul de moli sau molecule implicate aşa că este o mărime intensivă Densitatea ρ unui amestec ρ = ΣjmjΣjVj este o mărime intensivă Demonstraţie se pleacă de la formula de definiţie a densităţii icircn care se explicitează masele
ρ = m
jjj
jj
jjj
jj
jjj
jj
jjj
VMx
nVMx
VMxn
VMn Σ
=Σ
Σ=
Σ
sdotΣ=
Σ
Σ
Icircn expresia rezultată intervin numai mărimi intensive (xj Mj şi Vm) şi atunci defineşte o mărime intensivă Numere cuantice Cacircte numere cuantice sunt necesare pentru a descrie un sistem dat - nu are un răspuns universal pentru fiecare sistem trebuie găsit răspunsul pentru a permite o analiză completă a sistemului Icircn mod evident un sistem cuantificat necesită cel puţin un număr cuantic Elementele chimice se pot descrie pe baza electronilor cu ajutorul a patru numere cuantice divide n - număr cuantic principal (strat) n = 0 1 divide l - număr cuantic secundar (substrat) l = 0n-1 divide m - număr cuantic terţiar (orbital) m = -ll divide s - număr cuantic cuaternar (spin) s = plusmnfrac12 Exemplu (Hg - Z=80 - număr atomic)
Icircnvelişul de electroni Ordinea de 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 complectare (energii)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f14 5g18 6s2 apariţie (cuantic)
divide n=1 o l=0
m=0 bull s=plusmnfrac12 rarr 1s2
divide n=2 o l=0
m=0 bull s=plusmnfrac12 rarr 2s2
o l=1 m=-101
bull s=plusmnfrac12 rarr 2p6 divide n=3
o l=0 rarr 3s2 o l=1 rarr 3p6 o l=2
m=-2-1012 bull s=plusmnfrac12 rarr 3d10
divide n=4 o l=0 rarr 4s2 o l=1 rarr 4p6 o l=2 rarr 4d10 o l=3
m=-3-2-10123 bull s=plusmnfrac12 rarr 4f14
divide etc
2
Valenţa divide Este o proprietate atomică (altă proprietate atomică numărul atomic Z) divide Bazată pe tendinţa elementelor de a-şi stabiliza structura de electroni
o Structuri stabile s2 p3 p6 d5 d10 etc divide Exemplu - C - carbon (Z=6) 1s2 2s2 2p2 rarr 1s2 2s2 2p6 C4- (CH4) divide Valenţe principale (preferate) secundare (rare) şi elementale (molecule homoatomice)
o H +1 (H2 HCl) -1 (LiH BeH2) 0 (H2) o O -2 (H2O CaO) -1 (NaO-ONa) 0 (O2) o Cl -1 (HCl) +1 (HClO) +3 (HClO2) +5 (HClO3) +7 (HClO4)
divide httpvlacademicdirectrogeneral_chemistryperiodic_system o main rarr valenţe principale o others rarr valenţe secundare
Combinaţii chimice divide Homoatomice şi heteroatomice divide Binare ternare cuaternare etc divide Exemple O2 O3 H2O (combinaţie binară) H2SO4 divide Legături covalente - punere icircn comun de electroni cazuri limită
o Legătura metalică Men n rarr infin o Legătura ionică ABrarr A+B- (ex HCl rarr H+Cl-) o Coordinative 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d0 4s2 rarr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Hibridizare orbită s orbită σ
ss orbită σss orbită σ
ss
A A B
orbită s
B
s + s rarr σ + σ
orbită s orbită σsp
orbită σsp orbită σsp orbită p
A A B B
s + p rarr σ + σ
orbită p
A A B B
orbită σpp
orbită σpp orbită σpp orbită p
p + p rarr σ + σ
orbită πpp
orbită πpp orbită πpporbită p
A A
orbită p
ABA B
p + p rarr π + π
A B
AB
AB
2n orbitali atomici darr 2n orbitali moleculari (hibrizi)
3
Ordin de legătură (rarr stabilitate moleculară) Li2 Be2 B2 C2 N2 O2 F2
σss
σss
πpp
σpp
πpp
σpp
1 0 1 2 3 2 1 OL= Ordin de legătură = diferenţa icircntre numărul de orbitali de legătură ocupaţi şi numărul de orbitali de antilegătură ocupaţi Ordin de legătură fracţionar
divide Ex C-C icircn C6H6 ( ) - OL = 32 Electronegativitate divide Proprietate chimică care descrie abilitatea unui atom (sau a unui grup de atomi) de a atrage
electroni către el Este o mărime relativă divide Scări de elecronegativitate
Electronegativităţi Pauling 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
21 He
2 Li 10
Be 15
B 20
C 25
N 30
O 35
F 40
Ne
3 Na 09
Mg12
Al 15
Si 18
P 21
S 25
Cl 30
Ar
4 K 08
Ca 10
Sc 13
Ti 15
V 16
Cr 16
Mn15
Fe 18
Co18
Ni 18
Cu19
Zn16
Ga16
Ge18
As 20
Se 24
Br 28
Kr
5 Rb 08
Sr 10
Y 12
Zr 14
Nb 16
Mo18
Tc 19
Ru22
Rh22
Pd22
Ag19
Cd17
In 17
Sn 18
Sb 19
Te 21
I 25
Xe
6 Cs 07
Ba 09
La 11
Hf 13
Ta 15
W 17
Re 19
Os22
Ir 22
Pt 22
Au24
Hg19
Tl 18
Pb 18
Bi 19
Po 20
At 22
Rn
Electronegativităţi Pauling revizuite 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
220 He
2 Li
098 Be 157
B 204
C 255
N 304
O 344
F 398
Ne
3 Na 093
Mg 131
Al 161
Si 190
P 219
S 258
Cl 316
Ar
4 K 082
Ca 100
Sc 136
Ti 154
V 163
Cr 166
Mn 155
Fe 183
Co 188
Ni 191
Cu 190
Zn 165
Ga 181
Ge 201
As 218
Se 255
Br 296
Kr 290
5 Rb 082
Sr 095
Y 122
Zr 133
Nb 160
Mo 216
Tc 190
Ru 220
Rh 228
Pd 220
Ag 193
Cd 169
In 178
Sn 196
Sb 205
Te 210
I 266
Xe
6 Cs 079
Ba 089
La 127
Hf 130
Ta 150
W 236
Re 190
Os 220
Ir 220
Pt 228
Au 254
Hg 200
Tl 204
Pb 233
Bi 202
Po 200
At 220
Rn
4
Electronegativităţi Sanderson 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
231 He
2 Li 086
Be 161
B 188
C 247
N 293
O 346
F 392
Ne
3 Na 085
Mg 142
Al 154
Si 174
P 216
S 266
Cl 328
Ar 392
4 K 074
Ca 106
Sc 109
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 186
Ga 210
Ge 231
As 253
Se 276
Br 296
Kr 317
5 Rb 070
Sr 096
Y 098
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 173
In 188
Sn 202
Sb 219
Te 234
I 250
Xe 263
6 Cs 069
Ba 093
La 092
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 192
Tl 196
Pb 201
Bi 206
Po
At
Rn
Electronegativităţi Allred Rochow 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H 220
He
2 Li 097
Be 147
B 201
C 250
N 307
O 35
F 41
Ne
3 Na 101
Mg 123
Al 147
Si 174
P 206
S 244
Cl 283
Ar
4 K 091
Ca 104
Sc 120
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 166
Ga 182
Ge 202
As 220
Se 248
Br 274
Kr
5 Rb 089
Sr 099
Y 111
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 146
In 149
Sn 172
Sb 182
Te 201
I 221
Xe
6 Cs 086
Ba 097
La 108
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 144
Tl 144
Pb 155
Bi 167
Po
At
Rn
Stări de oxidare principale 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H +1
He 0
2 Li +1
Be+2
B +3
C -4
N -3
+5
O -2
F -1
Ne 0
3 Na +1
Mg +2
Al+3
Si+2+4
P +5
S -2 0
+6
Cl -1 +7
Ar 0
4 K +1
Ca+2
Sc +2 +3
Ti +4
V +3 +4 +5
Cr+3
Mn+2
Fe+2+3
Co+2
Ni+2
Cu+2
Zn+2
Ga+3
Ge+2+4
As +3 +5
Se +4 +6
Br -1 +5
Kr 0
+2
5 Rb -1 +1
Sr +2
Y +3
Zr +4
Nb +5
Mo+6
Tc+4+5+7
Ru+3
Rh+3
Pd+2
Ag+1
Cd+2
In+3
Sn+2+4
Sb +3 +5
Te +4
I -1
Xe 0
+2 +4
6 Cs -1 +1
Ba+2
La +3
Hf +4
Ta +5
W -4
+6
Re+3+4+5
Os+4
Ir +3+4
Pt+4
Au+3
Hg+2
Tl+1
Pb+2+4
Bi +3
Po +4
At -1 +1 +3
Rn 0
+2
Aplicaţie electronegativitatea de grup Metoda de aproximare super-atom EG=ΣAVAEAΣVA
5
Exemple (folosind scara Pauling revizuită) Grup Calcul Rez-CH3 (4middot255+3middot220)(4+3) 240-CHO (4middot255+1middot220+2middot344)(4+1+2) 275-OH (2middot344+1middot220)(2+1) 303-OCH3 (2middot344+1middot240)(2+1) 309
Ref Hanqing WU 1997 Re-propose Organic and Inorganic Property Values and Group Electronegativity for Drug and Biological Molecules and Their Calculation through JavaScript and Application in QSAR Studies First International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (ECSOC-1) wwwmdpiorgecsoc September 1-30 1997
Metoda Diudea-Silaghi jvj jvbk b
jAjk
vAkV )E()E(E sum+ prod= bvj este ordinul de legătură al lui v cu j k - numărul de legături ale vacircrfului V al grupului G către alţi atomi Exemple (folosind scara Sanderson) Grup Calcul Rez -CH3 31 1111 ))312()312()312(()472(+ sdot 2349
-CHO 31 211 ))463()312(()472(+ sdot 2875
-OH 11 11 ))312(()463(+ sdot 2827
-OCH3 2851
Ref Mircea V DIUDEA Ioan SILAGHI-DUMITRESCU 1989 Valence group electronegativity as a vertex discriminator Revue Roumaine de Chimie 34(5)1175-1182
11 11 ))3492(()463(+ sdotAlte metode Grup Ref1 Ref2 Ref3 Ref4 Ref5 Ref6 Ref7ndashOF 351 414 360ndashONO 344 443 ndashOCl 342 323 373 358ndashOCN 341 335 466 357ndashOH 336 282 351 349 281 348 355ndashNO2 329 483 342 329 363 gtNH 304 309 ndashNCO 298 337 355 318=NH 296 331 ndashNCS 291 309 417 351 268 329 322ndashNH2 288 247 261 299 249 305 312gtS(=O)2 283 440 gtS=O 275 400 ndashCF3 271 347 346 318 271gtC=O 271 372 ndashCOOH 266 304 354 282 286 273 263ndashCONH2 263 273 269 261ndashCOCl 263 273 266ndashCN 260 332 384 321 268 310 269ndashCHO 260 293 287 268 285 260ndashCCl3 256 295 284 266 268 270ndashSCN 254 310 391 268 289 270ndashSH 251 250 232 262 248 256 265ndashC(CH3) 250 229 ndashCH3 247 231 227 247 247 255gtPH 227 ndashPH2 224 227 213 219 217ndashBH2 209 209 198 191gtBH 208
Ref1 Leah D GARNER-ONEALE Alcindor F BONAMY Terry L MEEK Brian G PATRICK 2003 Calculating group electronegativities using the revised Lewis-Langmuir equation Journal of Molecular Structure THEOCHEM 639(1-3)151-156
Ref2 Steven G BRATSCH 1988 Revised mulliken electronegativities II Applications and limitations Journal of Chemical Education 65(3)223-227
Ref3 James E HUHEEY 1965 The electronegativity of groups Journal of Physical Chemistry 69(10)3284-3291 amp James E HUHEEY 1966 The electronegativity of multiply bonded groups Journal of Physical Chemistry 70(7)2086-2092
Ref4 Naoki INAMOTO and Shozo MASUDA 1982 Calculation of new inductive substituent parameter (τ) for group and the application Chemistry Letters 11(7)1007-1010
Ref5 Robert Thomas SANDERSON 1976 Chemical Bonds and Bond Energy (second ed) Academic Press New York (1976)
Ref6 Qian L XIE Hongmei Mei SUN Guirong XIE Jiaju ZHOU 1995 An iterative method for calculation of group electronegativities Journal of Chemical Information and Computer Sciences 35(1)106-109
Ref7 Russell Jaye BOYD Susan L BOYD 1992 Group electronegativities from the bond critical point model Journal of the American Chemical Society 114(5)1652-1655
6
Formule chimice Compoziţia chimică a substanţelor se redă prin formule care se clasifică icircn felul următor divide Formulele brute exprimă compoziţia substanţei prin numărul de atomi din fiecare element icircn
raport cu unul dintre elemente Cunoscacircnd masele atomice ale elementelor se poate calcula numărul de atomi din fiecare element icircn raport cu unul dintre elemente Se icircmparte conţinutul procentual din fiecare element la masa atomică a elementului raporturile obţinute se icircmpart la cel mai mic dintre ele Exemplu Să se calculeze formula brută a clorurii de calciu (anhidre) ştiind că substanţa conţine 361 Ca şi 639 Cl (MCa=4008 MCl=35453) Rezolvare
Ca 361 Cl 639 Ca 3614008 = 090 Cl 63935453 = 180 Min(09180)=09 0909 = 1 1809 = 2 CaCl = 12
Din calculele de mai sus rezultă că formula brută a clorurii de calciu este Ca1Cl2 sau CaCl2 Această formulă are următoarea semnificaţie icircn clorura de calciu raportul dintre numărul de atomi de calciu şi numărul de atomi de clor este 12 Exemple de formule brute P2O5 (PO = 25) CH (CH = 11) CH2 (CH = 12) Cl2PN (ClPN = 211)
divide Formulele moleculare redau numărul de atomi ai fiecărui element cuprinşi icircntr-o moleculă atunci cacircnd se cunoaşte masa moleculară a substanţei Formula moleculară se poate stabili experimental obţinacircnd formula brută şi masa moleculară Formula moleculară poate coincide cu formula brută sau poate fi multiplu icircntreg al acesteia Exemplu Pentru clorura de calciu de mai sus (CaCl = 12) s-a obţinut experimental o masă moleculară de 111 Să se exprime formula moleculară Rezolvare M(CaCl2)n = nmiddot(4008+2middot35453) = nmiddot110986 = 111 rarr n = 099987 asymp 1 rarr formula moleculară CaCl2 Exemple de formule moleculare P4O10 ((P2O5)2) C2H2 ((CH)2) C6H6 ((CH)6) Cl6P3N3 ((Cl2PN)3)
divide Formulele raţionale exprimă grupele structurale din moleculă (mai ales la compuşii organici) Exemplu Formulele raţionale ale formulei moleculare C3H8O
1-propanol CH3-CH2-CH2-OH
2-propanol
H3C CH CH3
OH metil etil eter CH3-O-CH2-CH3 divide Formulele structurale redau structura moleculelor (toţi atomii ce compun molecula icircmpreună
cu toate legăturile care se stabilesc icircntre aceştia) Exemplu
etenă
C CH
H
H
H
C CC
CCCH H
HH
H H benzen divide Izomeri de structură Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de structură cacircnd au aceeaşi
formulă moleculară şi au formule structurale diferite Exemple 1-propanol 2-propanol şi metil etil eter sunt izomeri de structură (vezi exemplul de mai sus) Nonanul (C9H20) are 35 de izomeri (httpphacademicdirectorgCCPNI_2007pdf)
divide Izomeri de geometrie Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de geometrie cacircnd au aceeaşi formulă structurală şi au geometrii diferite Tipuri de izomeri de structură (clasificare)
o Enantiomeri exemplu CHClBrF
C
H
Br ClF C
H
BrClF
7
o Diastereoizomeri Izomeri cis-trans exemplu
cis-butena trans-butena C C
CH3
H
H
H3CC C
CH3
H
H3C
H Conformeri exemplu - butan Gauche g- amp Gauche g+
bull Rotameri exemplu - butan Anti
Gauche g-
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
Gauche g+
Anti
8
xj =jj
j
nnΣ
=jj
j
jjjj
jjj
jj
j
A
jj
A
j
NN
NN
NN
NN
αΣ
α=
αΣαsdotΣ
αΣαsdot=
Σ=
Σ
Expresia rezultată nu depinde decacirct de compoziţia dată de proporţie şi nu depinde de numărul de moli sau molecule implicate aşa că este o mărime intensivă Densitatea ρ unui amestec ρ = ΣjmjΣjVj este o mărime intensivă Demonstraţie se pleacă de la formula de definiţie a densităţii icircn care se explicitează masele
ρ = m
jjj
jj
jjj
jj
jjj
jj
jjj
VMx
nVMx
VMxn
VMn Σ
=Σ
Σ=
Σ
sdotΣ=
Σ
Σ
Icircn expresia rezultată intervin numai mărimi intensive (xj Mj şi Vm) şi atunci defineşte o mărime intensivă Numere cuantice Cacircte numere cuantice sunt necesare pentru a descrie un sistem dat - nu are un răspuns universal pentru fiecare sistem trebuie găsit răspunsul pentru a permite o analiză completă a sistemului Icircn mod evident un sistem cuantificat necesită cel puţin un număr cuantic Elementele chimice se pot descrie pe baza electronilor cu ajutorul a patru numere cuantice divide n - număr cuantic principal (strat) n = 0 1 divide l - număr cuantic secundar (substrat) l = 0n-1 divide m - număr cuantic terţiar (orbital) m = -ll divide s - număr cuantic cuaternar (spin) s = plusmnfrac12 Exemplu (Hg - Z=80 - număr atomic)
Icircnvelişul de electroni Ordinea de 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 complectare (energii)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f14 5g18 6s2 apariţie (cuantic)
divide n=1 o l=0
m=0 bull s=plusmnfrac12 rarr 1s2
divide n=2 o l=0
m=0 bull s=plusmnfrac12 rarr 2s2
o l=1 m=-101
bull s=plusmnfrac12 rarr 2p6 divide n=3
o l=0 rarr 3s2 o l=1 rarr 3p6 o l=2
m=-2-1012 bull s=plusmnfrac12 rarr 3d10
divide n=4 o l=0 rarr 4s2 o l=1 rarr 4p6 o l=2 rarr 4d10 o l=3
m=-3-2-10123 bull s=plusmnfrac12 rarr 4f14
divide etc
2
Valenţa divide Este o proprietate atomică (altă proprietate atomică numărul atomic Z) divide Bazată pe tendinţa elementelor de a-şi stabiliza structura de electroni
o Structuri stabile s2 p3 p6 d5 d10 etc divide Exemplu - C - carbon (Z=6) 1s2 2s2 2p2 rarr 1s2 2s2 2p6 C4- (CH4) divide Valenţe principale (preferate) secundare (rare) şi elementale (molecule homoatomice)
o H +1 (H2 HCl) -1 (LiH BeH2) 0 (H2) o O -2 (H2O CaO) -1 (NaO-ONa) 0 (O2) o Cl -1 (HCl) +1 (HClO) +3 (HClO2) +5 (HClO3) +7 (HClO4)
divide httpvlacademicdirectrogeneral_chemistryperiodic_system o main rarr valenţe principale o others rarr valenţe secundare
Combinaţii chimice divide Homoatomice şi heteroatomice divide Binare ternare cuaternare etc divide Exemple O2 O3 H2O (combinaţie binară) H2SO4 divide Legături covalente - punere icircn comun de electroni cazuri limită
o Legătura metalică Men n rarr infin o Legătura ionică ABrarr A+B- (ex HCl rarr H+Cl-) o Coordinative 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d0 4s2 rarr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Hibridizare orbită s orbită σ
ss orbită σss orbită σ
ss
A A B
orbită s
B
s + s rarr σ + σ
orbită s orbită σsp
orbită σsp orbită σsp orbită p
A A B B
s + p rarr σ + σ
orbită p
A A B B
orbită σpp
orbită σpp orbită σpp orbită p
p + p rarr σ + σ
orbită πpp
orbită πpp orbită πpporbită p
A A
orbită p
ABA B
p + p rarr π + π
A B
AB
AB
2n orbitali atomici darr 2n orbitali moleculari (hibrizi)
3
Ordin de legătură (rarr stabilitate moleculară) Li2 Be2 B2 C2 N2 O2 F2
σss
σss
πpp
σpp
πpp
σpp
1 0 1 2 3 2 1 OL= Ordin de legătură = diferenţa icircntre numărul de orbitali de legătură ocupaţi şi numărul de orbitali de antilegătură ocupaţi Ordin de legătură fracţionar
divide Ex C-C icircn C6H6 ( ) - OL = 32 Electronegativitate divide Proprietate chimică care descrie abilitatea unui atom (sau a unui grup de atomi) de a atrage
electroni către el Este o mărime relativă divide Scări de elecronegativitate
Electronegativităţi Pauling 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
21 He
2 Li 10
Be 15
B 20
C 25
N 30
O 35
F 40
Ne
3 Na 09
Mg12
Al 15
Si 18
P 21
S 25
Cl 30
Ar
4 K 08
Ca 10
Sc 13
Ti 15
V 16
Cr 16
Mn15
Fe 18
Co18
Ni 18
Cu19
Zn16
Ga16
Ge18
As 20
Se 24
Br 28
Kr
5 Rb 08
Sr 10
Y 12
Zr 14
Nb 16
Mo18
Tc 19
Ru22
Rh22
Pd22
Ag19
Cd17
In 17
Sn 18
Sb 19
Te 21
I 25
Xe
6 Cs 07
Ba 09
La 11
Hf 13
Ta 15
W 17
Re 19
Os22
Ir 22
Pt 22
Au24
Hg19
Tl 18
Pb 18
Bi 19
Po 20
At 22
Rn
Electronegativităţi Pauling revizuite 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
220 He
2 Li
098 Be 157
B 204
C 255
N 304
O 344
F 398
Ne
3 Na 093
Mg 131
Al 161
Si 190
P 219
S 258
Cl 316
Ar
4 K 082
Ca 100
Sc 136
Ti 154
V 163
Cr 166
Mn 155
Fe 183
Co 188
Ni 191
Cu 190
Zn 165
Ga 181
Ge 201
As 218
Se 255
Br 296
Kr 290
5 Rb 082
Sr 095
Y 122
Zr 133
Nb 160
Mo 216
Tc 190
Ru 220
Rh 228
Pd 220
Ag 193
Cd 169
In 178
Sn 196
Sb 205
Te 210
I 266
Xe
6 Cs 079
Ba 089
La 127
Hf 130
Ta 150
W 236
Re 190
Os 220
Ir 220
Pt 228
Au 254
Hg 200
Tl 204
Pb 233
Bi 202
Po 200
At 220
Rn
4
Electronegativităţi Sanderson 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
231 He
2 Li 086
Be 161
B 188
C 247
N 293
O 346
F 392
Ne
3 Na 085
Mg 142
Al 154
Si 174
P 216
S 266
Cl 328
Ar 392
4 K 074
Ca 106
Sc 109
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 186
Ga 210
Ge 231
As 253
Se 276
Br 296
Kr 317
5 Rb 070
Sr 096
Y 098
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 173
In 188
Sn 202
Sb 219
Te 234
I 250
Xe 263
6 Cs 069
Ba 093
La 092
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 192
Tl 196
Pb 201
Bi 206
Po
At
Rn
Electronegativităţi Allred Rochow 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H 220
He
2 Li 097
Be 147
B 201
C 250
N 307
O 35
F 41
Ne
3 Na 101
Mg 123
Al 147
Si 174
P 206
S 244
Cl 283
Ar
4 K 091
Ca 104
Sc 120
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 166
Ga 182
Ge 202
As 220
Se 248
Br 274
Kr
5 Rb 089
Sr 099
Y 111
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 146
In 149
Sn 172
Sb 182
Te 201
I 221
Xe
6 Cs 086
Ba 097
La 108
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 144
Tl 144
Pb 155
Bi 167
Po
At
Rn
Stări de oxidare principale 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H +1
He 0
2 Li +1
Be+2
B +3
C -4
N -3
+5
O -2
F -1
Ne 0
3 Na +1
Mg +2
Al+3
Si+2+4
P +5
S -2 0
+6
Cl -1 +7
Ar 0
4 K +1
Ca+2
Sc +2 +3
Ti +4
V +3 +4 +5
Cr+3
Mn+2
Fe+2+3
Co+2
Ni+2
Cu+2
Zn+2
Ga+3
Ge+2+4
As +3 +5
Se +4 +6
Br -1 +5
Kr 0
+2
5 Rb -1 +1
Sr +2
Y +3
Zr +4
Nb +5
Mo+6
Tc+4+5+7
Ru+3
Rh+3
Pd+2
Ag+1
Cd+2
In+3
Sn+2+4
Sb +3 +5
Te +4
I -1
Xe 0
+2 +4
6 Cs -1 +1
Ba+2
La +3
Hf +4
Ta +5
W -4
+6
Re+3+4+5
Os+4
Ir +3+4
Pt+4
Au+3
Hg+2
Tl+1
Pb+2+4
Bi +3
Po +4
At -1 +1 +3
Rn 0
+2
Aplicaţie electronegativitatea de grup Metoda de aproximare super-atom EG=ΣAVAEAΣVA
5
Exemple (folosind scara Pauling revizuită) Grup Calcul Rez-CH3 (4middot255+3middot220)(4+3) 240-CHO (4middot255+1middot220+2middot344)(4+1+2) 275-OH (2middot344+1middot220)(2+1) 303-OCH3 (2middot344+1middot240)(2+1) 309
Ref Hanqing WU 1997 Re-propose Organic and Inorganic Property Values and Group Electronegativity for Drug and Biological Molecules and Their Calculation through JavaScript and Application in QSAR Studies First International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (ECSOC-1) wwwmdpiorgecsoc September 1-30 1997
Metoda Diudea-Silaghi jvj jvbk b
jAjk
vAkV )E()E(E sum+ prod= bvj este ordinul de legătură al lui v cu j k - numărul de legături ale vacircrfului V al grupului G către alţi atomi Exemple (folosind scara Sanderson) Grup Calcul Rez -CH3 31 1111 ))312()312()312(()472(+ sdot 2349
-CHO 31 211 ))463()312(()472(+ sdot 2875
-OH 11 11 ))312(()463(+ sdot 2827
-OCH3 2851
Ref Mircea V DIUDEA Ioan SILAGHI-DUMITRESCU 1989 Valence group electronegativity as a vertex discriminator Revue Roumaine de Chimie 34(5)1175-1182
11 11 ))3492(()463(+ sdotAlte metode Grup Ref1 Ref2 Ref3 Ref4 Ref5 Ref6 Ref7ndashOF 351 414 360ndashONO 344 443 ndashOCl 342 323 373 358ndashOCN 341 335 466 357ndashOH 336 282 351 349 281 348 355ndashNO2 329 483 342 329 363 gtNH 304 309 ndashNCO 298 337 355 318=NH 296 331 ndashNCS 291 309 417 351 268 329 322ndashNH2 288 247 261 299 249 305 312gtS(=O)2 283 440 gtS=O 275 400 ndashCF3 271 347 346 318 271gtC=O 271 372 ndashCOOH 266 304 354 282 286 273 263ndashCONH2 263 273 269 261ndashCOCl 263 273 266ndashCN 260 332 384 321 268 310 269ndashCHO 260 293 287 268 285 260ndashCCl3 256 295 284 266 268 270ndashSCN 254 310 391 268 289 270ndashSH 251 250 232 262 248 256 265ndashC(CH3) 250 229 ndashCH3 247 231 227 247 247 255gtPH 227 ndashPH2 224 227 213 219 217ndashBH2 209 209 198 191gtBH 208
Ref1 Leah D GARNER-ONEALE Alcindor F BONAMY Terry L MEEK Brian G PATRICK 2003 Calculating group electronegativities using the revised Lewis-Langmuir equation Journal of Molecular Structure THEOCHEM 639(1-3)151-156
Ref2 Steven G BRATSCH 1988 Revised mulliken electronegativities II Applications and limitations Journal of Chemical Education 65(3)223-227
Ref3 James E HUHEEY 1965 The electronegativity of groups Journal of Physical Chemistry 69(10)3284-3291 amp James E HUHEEY 1966 The electronegativity of multiply bonded groups Journal of Physical Chemistry 70(7)2086-2092
Ref4 Naoki INAMOTO and Shozo MASUDA 1982 Calculation of new inductive substituent parameter (τ) for group and the application Chemistry Letters 11(7)1007-1010
Ref5 Robert Thomas SANDERSON 1976 Chemical Bonds and Bond Energy (second ed) Academic Press New York (1976)
Ref6 Qian L XIE Hongmei Mei SUN Guirong XIE Jiaju ZHOU 1995 An iterative method for calculation of group electronegativities Journal of Chemical Information and Computer Sciences 35(1)106-109
Ref7 Russell Jaye BOYD Susan L BOYD 1992 Group electronegativities from the bond critical point model Journal of the American Chemical Society 114(5)1652-1655
6
Formule chimice Compoziţia chimică a substanţelor se redă prin formule care se clasifică icircn felul următor divide Formulele brute exprimă compoziţia substanţei prin numărul de atomi din fiecare element icircn
raport cu unul dintre elemente Cunoscacircnd masele atomice ale elementelor se poate calcula numărul de atomi din fiecare element icircn raport cu unul dintre elemente Se icircmparte conţinutul procentual din fiecare element la masa atomică a elementului raporturile obţinute se icircmpart la cel mai mic dintre ele Exemplu Să se calculeze formula brută a clorurii de calciu (anhidre) ştiind că substanţa conţine 361 Ca şi 639 Cl (MCa=4008 MCl=35453) Rezolvare
Ca 361 Cl 639 Ca 3614008 = 090 Cl 63935453 = 180 Min(09180)=09 0909 = 1 1809 = 2 CaCl = 12
Din calculele de mai sus rezultă că formula brută a clorurii de calciu este Ca1Cl2 sau CaCl2 Această formulă are următoarea semnificaţie icircn clorura de calciu raportul dintre numărul de atomi de calciu şi numărul de atomi de clor este 12 Exemple de formule brute P2O5 (PO = 25) CH (CH = 11) CH2 (CH = 12) Cl2PN (ClPN = 211)
divide Formulele moleculare redau numărul de atomi ai fiecărui element cuprinşi icircntr-o moleculă atunci cacircnd se cunoaşte masa moleculară a substanţei Formula moleculară se poate stabili experimental obţinacircnd formula brută şi masa moleculară Formula moleculară poate coincide cu formula brută sau poate fi multiplu icircntreg al acesteia Exemplu Pentru clorura de calciu de mai sus (CaCl = 12) s-a obţinut experimental o masă moleculară de 111 Să se exprime formula moleculară Rezolvare M(CaCl2)n = nmiddot(4008+2middot35453) = nmiddot110986 = 111 rarr n = 099987 asymp 1 rarr formula moleculară CaCl2 Exemple de formule moleculare P4O10 ((P2O5)2) C2H2 ((CH)2) C6H6 ((CH)6) Cl6P3N3 ((Cl2PN)3)
divide Formulele raţionale exprimă grupele structurale din moleculă (mai ales la compuşii organici) Exemplu Formulele raţionale ale formulei moleculare C3H8O
1-propanol CH3-CH2-CH2-OH
2-propanol
H3C CH CH3
OH metil etil eter CH3-O-CH2-CH3 divide Formulele structurale redau structura moleculelor (toţi atomii ce compun molecula icircmpreună
cu toate legăturile care se stabilesc icircntre aceştia) Exemplu
etenă
C CH
H
H
H
C CC
CCCH H
HH
H H benzen divide Izomeri de structură Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de structură cacircnd au aceeaşi
formulă moleculară şi au formule structurale diferite Exemple 1-propanol 2-propanol şi metil etil eter sunt izomeri de structură (vezi exemplul de mai sus) Nonanul (C9H20) are 35 de izomeri (httpphacademicdirectorgCCPNI_2007pdf)
divide Izomeri de geometrie Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de geometrie cacircnd au aceeaşi formulă structurală şi au geometrii diferite Tipuri de izomeri de structură (clasificare)
o Enantiomeri exemplu CHClBrF
C
H
Br ClF C
H
BrClF
7
o Diastereoizomeri Izomeri cis-trans exemplu
cis-butena trans-butena C C
CH3
H
H
H3CC C
CH3
H
H3C
H Conformeri exemplu - butan Gauche g- amp Gauche g+
bull Rotameri exemplu - butan Anti
Gauche g-
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
Gauche g+
Anti
8
Valenţa divide Este o proprietate atomică (altă proprietate atomică numărul atomic Z) divide Bazată pe tendinţa elementelor de a-şi stabiliza structura de electroni
o Structuri stabile s2 p3 p6 d5 d10 etc divide Exemplu - C - carbon (Z=6) 1s2 2s2 2p2 rarr 1s2 2s2 2p6 C4- (CH4) divide Valenţe principale (preferate) secundare (rare) şi elementale (molecule homoatomice)
o H +1 (H2 HCl) -1 (LiH BeH2) 0 (H2) o O -2 (H2O CaO) -1 (NaO-ONa) 0 (O2) o Cl -1 (HCl) +1 (HClO) +3 (HClO2) +5 (HClO3) +7 (HClO4)
divide httpvlacademicdirectrogeneral_chemistryperiodic_system o main rarr valenţe principale o others rarr valenţe secundare
Combinaţii chimice divide Homoatomice şi heteroatomice divide Binare ternare cuaternare etc divide Exemple O2 O3 H2O (combinaţie binară) H2SO4 divide Legături covalente - punere icircn comun de electroni cazuri limită
o Legătura metalică Men n rarr infin o Legătura ionică ABrarr A+B- (ex HCl rarr H+Cl-) o Coordinative 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d0 4s2 rarr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Hibridizare orbită s orbită σ
ss orbită σss orbită σ
ss
A A B
orbită s
B
s + s rarr σ + σ
orbită s orbită σsp
orbită σsp orbită σsp orbită p
A A B B
s + p rarr σ + σ
orbită p
A A B B
orbită σpp
orbită σpp orbită σpp orbită p
p + p rarr σ + σ
orbită πpp
orbită πpp orbită πpporbită p
A A
orbită p
ABA B
p + p rarr π + π
A B
AB
AB
2n orbitali atomici darr 2n orbitali moleculari (hibrizi)
3
Ordin de legătură (rarr stabilitate moleculară) Li2 Be2 B2 C2 N2 O2 F2
σss
σss
πpp
σpp
πpp
σpp
1 0 1 2 3 2 1 OL= Ordin de legătură = diferenţa icircntre numărul de orbitali de legătură ocupaţi şi numărul de orbitali de antilegătură ocupaţi Ordin de legătură fracţionar
divide Ex C-C icircn C6H6 ( ) - OL = 32 Electronegativitate divide Proprietate chimică care descrie abilitatea unui atom (sau a unui grup de atomi) de a atrage
electroni către el Este o mărime relativă divide Scări de elecronegativitate
Electronegativităţi Pauling 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
21 He
2 Li 10
Be 15
B 20
C 25
N 30
O 35
F 40
Ne
3 Na 09
Mg12
Al 15
Si 18
P 21
S 25
Cl 30
Ar
4 K 08
Ca 10
Sc 13
Ti 15
V 16
Cr 16
Mn15
Fe 18
Co18
Ni 18
Cu19
Zn16
Ga16
Ge18
As 20
Se 24
Br 28
Kr
5 Rb 08
Sr 10
Y 12
Zr 14
Nb 16
Mo18
Tc 19
Ru22
Rh22
Pd22
Ag19
Cd17
In 17
Sn 18
Sb 19
Te 21
I 25
Xe
6 Cs 07
Ba 09
La 11
Hf 13
Ta 15
W 17
Re 19
Os22
Ir 22
Pt 22
Au24
Hg19
Tl 18
Pb 18
Bi 19
Po 20
At 22
Rn
Electronegativităţi Pauling revizuite 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
220 He
2 Li
098 Be 157
B 204
C 255
N 304
O 344
F 398
Ne
3 Na 093
Mg 131
Al 161
Si 190
P 219
S 258
Cl 316
Ar
4 K 082
Ca 100
Sc 136
Ti 154
V 163
Cr 166
Mn 155
Fe 183
Co 188
Ni 191
Cu 190
Zn 165
Ga 181
Ge 201
As 218
Se 255
Br 296
Kr 290
5 Rb 082
Sr 095
Y 122
Zr 133
Nb 160
Mo 216
Tc 190
Ru 220
Rh 228
Pd 220
Ag 193
Cd 169
In 178
Sn 196
Sb 205
Te 210
I 266
Xe
6 Cs 079
Ba 089
La 127
Hf 130
Ta 150
W 236
Re 190
Os 220
Ir 220
Pt 228
Au 254
Hg 200
Tl 204
Pb 233
Bi 202
Po 200
At 220
Rn
4
Electronegativităţi Sanderson 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
231 He
2 Li 086
Be 161
B 188
C 247
N 293
O 346
F 392
Ne
3 Na 085
Mg 142
Al 154
Si 174
P 216
S 266
Cl 328
Ar 392
4 K 074
Ca 106
Sc 109
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 186
Ga 210
Ge 231
As 253
Se 276
Br 296
Kr 317
5 Rb 070
Sr 096
Y 098
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 173
In 188
Sn 202
Sb 219
Te 234
I 250
Xe 263
6 Cs 069
Ba 093
La 092
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 192
Tl 196
Pb 201
Bi 206
Po
At
Rn
Electronegativităţi Allred Rochow 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H 220
He
2 Li 097
Be 147
B 201
C 250
N 307
O 35
F 41
Ne
3 Na 101
Mg 123
Al 147
Si 174
P 206
S 244
Cl 283
Ar
4 K 091
Ca 104
Sc 120
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 166
Ga 182
Ge 202
As 220
Se 248
Br 274
Kr
5 Rb 089
Sr 099
Y 111
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 146
In 149
Sn 172
Sb 182
Te 201
I 221
Xe
6 Cs 086
Ba 097
La 108
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 144
Tl 144
Pb 155
Bi 167
Po
At
Rn
Stări de oxidare principale 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H +1
He 0
2 Li +1
Be+2
B +3
C -4
N -3
+5
O -2
F -1
Ne 0
3 Na +1
Mg +2
Al+3
Si+2+4
P +5
S -2 0
+6
Cl -1 +7
Ar 0
4 K +1
Ca+2
Sc +2 +3
Ti +4
V +3 +4 +5
Cr+3
Mn+2
Fe+2+3
Co+2
Ni+2
Cu+2
Zn+2
Ga+3
Ge+2+4
As +3 +5
Se +4 +6
Br -1 +5
Kr 0
+2
5 Rb -1 +1
Sr +2
Y +3
Zr +4
Nb +5
Mo+6
Tc+4+5+7
Ru+3
Rh+3
Pd+2
Ag+1
Cd+2
In+3
Sn+2+4
Sb +3 +5
Te +4
I -1
Xe 0
+2 +4
6 Cs -1 +1
Ba+2
La +3
Hf +4
Ta +5
W -4
+6
Re+3+4+5
Os+4
Ir +3+4
Pt+4
Au+3
Hg+2
Tl+1
Pb+2+4
Bi +3
Po +4
At -1 +1 +3
Rn 0
+2
Aplicaţie electronegativitatea de grup Metoda de aproximare super-atom EG=ΣAVAEAΣVA
5
Exemple (folosind scara Pauling revizuită) Grup Calcul Rez-CH3 (4middot255+3middot220)(4+3) 240-CHO (4middot255+1middot220+2middot344)(4+1+2) 275-OH (2middot344+1middot220)(2+1) 303-OCH3 (2middot344+1middot240)(2+1) 309
Ref Hanqing WU 1997 Re-propose Organic and Inorganic Property Values and Group Electronegativity for Drug and Biological Molecules and Their Calculation through JavaScript and Application in QSAR Studies First International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (ECSOC-1) wwwmdpiorgecsoc September 1-30 1997
Metoda Diudea-Silaghi jvj jvbk b
jAjk
vAkV )E()E(E sum+ prod= bvj este ordinul de legătură al lui v cu j k - numărul de legături ale vacircrfului V al grupului G către alţi atomi Exemple (folosind scara Sanderson) Grup Calcul Rez -CH3 31 1111 ))312()312()312(()472(+ sdot 2349
-CHO 31 211 ))463()312(()472(+ sdot 2875
-OH 11 11 ))312(()463(+ sdot 2827
-OCH3 2851
Ref Mircea V DIUDEA Ioan SILAGHI-DUMITRESCU 1989 Valence group electronegativity as a vertex discriminator Revue Roumaine de Chimie 34(5)1175-1182
11 11 ))3492(()463(+ sdotAlte metode Grup Ref1 Ref2 Ref3 Ref4 Ref5 Ref6 Ref7ndashOF 351 414 360ndashONO 344 443 ndashOCl 342 323 373 358ndashOCN 341 335 466 357ndashOH 336 282 351 349 281 348 355ndashNO2 329 483 342 329 363 gtNH 304 309 ndashNCO 298 337 355 318=NH 296 331 ndashNCS 291 309 417 351 268 329 322ndashNH2 288 247 261 299 249 305 312gtS(=O)2 283 440 gtS=O 275 400 ndashCF3 271 347 346 318 271gtC=O 271 372 ndashCOOH 266 304 354 282 286 273 263ndashCONH2 263 273 269 261ndashCOCl 263 273 266ndashCN 260 332 384 321 268 310 269ndashCHO 260 293 287 268 285 260ndashCCl3 256 295 284 266 268 270ndashSCN 254 310 391 268 289 270ndashSH 251 250 232 262 248 256 265ndashC(CH3) 250 229 ndashCH3 247 231 227 247 247 255gtPH 227 ndashPH2 224 227 213 219 217ndashBH2 209 209 198 191gtBH 208
Ref1 Leah D GARNER-ONEALE Alcindor F BONAMY Terry L MEEK Brian G PATRICK 2003 Calculating group electronegativities using the revised Lewis-Langmuir equation Journal of Molecular Structure THEOCHEM 639(1-3)151-156
Ref2 Steven G BRATSCH 1988 Revised mulliken electronegativities II Applications and limitations Journal of Chemical Education 65(3)223-227
Ref3 James E HUHEEY 1965 The electronegativity of groups Journal of Physical Chemistry 69(10)3284-3291 amp James E HUHEEY 1966 The electronegativity of multiply bonded groups Journal of Physical Chemistry 70(7)2086-2092
Ref4 Naoki INAMOTO and Shozo MASUDA 1982 Calculation of new inductive substituent parameter (τ) for group and the application Chemistry Letters 11(7)1007-1010
Ref5 Robert Thomas SANDERSON 1976 Chemical Bonds and Bond Energy (second ed) Academic Press New York (1976)
Ref6 Qian L XIE Hongmei Mei SUN Guirong XIE Jiaju ZHOU 1995 An iterative method for calculation of group electronegativities Journal of Chemical Information and Computer Sciences 35(1)106-109
Ref7 Russell Jaye BOYD Susan L BOYD 1992 Group electronegativities from the bond critical point model Journal of the American Chemical Society 114(5)1652-1655
6
Formule chimice Compoziţia chimică a substanţelor se redă prin formule care se clasifică icircn felul următor divide Formulele brute exprimă compoziţia substanţei prin numărul de atomi din fiecare element icircn
raport cu unul dintre elemente Cunoscacircnd masele atomice ale elementelor se poate calcula numărul de atomi din fiecare element icircn raport cu unul dintre elemente Se icircmparte conţinutul procentual din fiecare element la masa atomică a elementului raporturile obţinute se icircmpart la cel mai mic dintre ele Exemplu Să se calculeze formula brută a clorurii de calciu (anhidre) ştiind că substanţa conţine 361 Ca şi 639 Cl (MCa=4008 MCl=35453) Rezolvare
Ca 361 Cl 639 Ca 3614008 = 090 Cl 63935453 = 180 Min(09180)=09 0909 = 1 1809 = 2 CaCl = 12
Din calculele de mai sus rezultă că formula brută a clorurii de calciu este Ca1Cl2 sau CaCl2 Această formulă are următoarea semnificaţie icircn clorura de calciu raportul dintre numărul de atomi de calciu şi numărul de atomi de clor este 12 Exemple de formule brute P2O5 (PO = 25) CH (CH = 11) CH2 (CH = 12) Cl2PN (ClPN = 211)
divide Formulele moleculare redau numărul de atomi ai fiecărui element cuprinşi icircntr-o moleculă atunci cacircnd se cunoaşte masa moleculară a substanţei Formula moleculară se poate stabili experimental obţinacircnd formula brută şi masa moleculară Formula moleculară poate coincide cu formula brută sau poate fi multiplu icircntreg al acesteia Exemplu Pentru clorura de calciu de mai sus (CaCl = 12) s-a obţinut experimental o masă moleculară de 111 Să se exprime formula moleculară Rezolvare M(CaCl2)n = nmiddot(4008+2middot35453) = nmiddot110986 = 111 rarr n = 099987 asymp 1 rarr formula moleculară CaCl2 Exemple de formule moleculare P4O10 ((P2O5)2) C2H2 ((CH)2) C6H6 ((CH)6) Cl6P3N3 ((Cl2PN)3)
divide Formulele raţionale exprimă grupele structurale din moleculă (mai ales la compuşii organici) Exemplu Formulele raţionale ale formulei moleculare C3H8O
1-propanol CH3-CH2-CH2-OH
2-propanol
H3C CH CH3
OH metil etil eter CH3-O-CH2-CH3 divide Formulele structurale redau structura moleculelor (toţi atomii ce compun molecula icircmpreună
cu toate legăturile care se stabilesc icircntre aceştia) Exemplu
etenă
C CH
H
H
H
C CC
CCCH H
HH
H H benzen divide Izomeri de structură Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de structură cacircnd au aceeaşi
formulă moleculară şi au formule structurale diferite Exemple 1-propanol 2-propanol şi metil etil eter sunt izomeri de structură (vezi exemplul de mai sus) Nonanul (C9H20) are 35 de izomeri (httpphacademicdirectorgCCPNI_2007pdf)
divide Izomeri de geometrie Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de geometrie cacircnd au aceeaşi formulă structurală şi au geometrii diferite Tipuri de izomeri de structură (clasificare)
o Enantiomeri exemplu CHClBrF
C
H
Br ClF C
H
BrClF
7
o Diastereoizomeri Izomeri cis-trans exemplu
cis-butena trans-butena C C
CH3
H
H
H3CC C
CH3
H
H3C
H Conformeri exemplu - butan Gauche g- amp Gauche g+
bull Rotameri exemplu - butan Anti
Gauche g-
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
Gauche g+
Anti
8
Ordin de legătură (rarr stabilitate moleculară) Li2 Be2 B2 C2 N2 O2 F2
σss
σss
πpp
σpp
πpp
σpp
1 0 1 2 3 2 1 OL= Ordin de legătură = diferenţa icircntre numărul de orbitali de legătură ocupaţi şi numărul de orbitali de antilegătură ocupaţi Ordin de legătură fracţionar
divide Ex C-C icircn C6H6 ( ) - OL = 32 Electronegativitate divide Proprietate chimică care descrie abilitatea unui atom (sau a unui grup de atomi) de a atrage
electroni către el Este o mărime relativă divide Scări de elecronegativitate
Electronegativităţi Pauling 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
21 He
2 Li 10
Be 15
B 20
C 25
N 30
O 35
F 40
Ne
3 Na 09
Mg12
Al 15
Si 18
P 21
S 25
Cl 30
Ar
4 K 08
Ca 10
Sc 13
Ti 15
V 16
Cr 16
Mn15
Fe 18
Co18
Ni 18
Cu19
Zn16
Ga16
Ge18
As 20
Se 24
Br 28
Kr
5 Rb 08
Sr 10
Y 12
Zr 14
Nb 16
Mo18
Tc 19
Ru22
Rh22
Pd22
Ag19
Cd17
In 17
Sn 18
Sb 19
Te 21
I 25
Xe
6 Cs 07
Ba 09
La 11
Hf 13
Ta 15
W 17
Re 19
Os22
Ir 22
Pt 22
Au24
Hg19
Tl 18
Pb 18
Bi 19
Po 20
At 22
Rn
Electronegativităţi Pauling revizuite 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
220 He
2 Li
098 Be 157
B 204
C 255
N 304
O 344
F 398
Ne
3 Na 093
Mg 131
Al 161
Si 190
P 219
S 258
Cl 316
Ar
4 K 082
Ca 100
Sc 136
Ti 154
V 163
Cr 166
Mn 155
Fe 183
Co 188
Ni 191
Cu 190
Zn 165
Ga 181
Ge 201
As 218
Se 255
Br 296
Kr 290
5 Rb 082
Sr 095
Y 122
Zr 133
Nb 160
Mo 216
Tc 190
Ru 220
Rh 228
Pd 220
Ag 193
Cd 169
In 178
Sn 196
Sb 205
Te 210
I 266
Xe
6 Cs 079
Ba 089
La 127
Hf 130
Ta 150
W 236
Re 190
Os 220
Ir 220
Pt 228
Au 254
Hg 200
Tl 204
Pb 233
Bi 202
Po 200
At 220
Rn
4
Electronegativităţi Sanderson 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
231 He
2 Li 086
Be 161
B 188
C 247
N 293
O 346
F 392
Ne
3 Na 085
Mg 142
Al 154
Si 174
P 216
S 266
Cl 328
Ar 392
4 K 074
Ca 106
Sc 109
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 186
Ga 210
Ge 231
As 253
Se 276
Br 296
Kr 317
5 Rb 070
Sr 096
Y 098
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 173
In 188
Sn 202
Sb 219
Te 234
I 250
Xe 263
6 Cs 069
Ba 093
La 092
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 192
Tl 196
Pb 201
Bi 206
Po
At
Rn
Electronegativităţi Allred Rochow 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H 220
He
2 Li 097
Be 147
B 201
C 250
N 307
O 35
F 41
Ne
3 Na 101
Mg 123
Al 147
Si 174
P 206
S 244
Cl 283
Ar
4 K 091
Ca 104
Sc 120
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 166
Ga 182
Ge 202
As 220
Se 248
Br 274
Kr
5 Rb 089
Sr 099
Y 111
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 146
In 149
Sn 172
Sb 182
Te 201
I 221
Xe
6 Cs 086
Ba 097
La 108
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 144
Tl 144
Pb 155
Bi 167
Po
At
Rn
Stări de oxidare principale 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H +1
He 0
2 Li +1
Be+2
B +3
C -4
N -3
+5
O -2
F -1
Ne 0
3 Na +1
Mg +2
Al+3
Si+2+4
P +5
S -2 0
+6
Cl -1 +7
Ar 0
4 K +1
Ca+2
Sc +2 +3
Ti +4
V +3 +4 +5
Cr+3
Mn+2
Fe+2+3
Co+2
Ni+2
Cu+2
Zn+2
Ga+3
Ge+2+4
As +3 +5
Se +4 +6
Br -1 +5
Kr 0
+2
5 Rb -1 +1
Sr +2
Y +3
Zr +4
Nb +5
Mo+6
Tc+4+5+7
Ru+3
Rh+3
Pd+2
Ag+1
Cd+2
In+3
Sn+2+4
Sb +3 +5
Te +4
I -1
Xe 0
+2 +4
6 Cs -1 +1
Ba+2
La +3
Hf +4
Ta +5
W -4
+6
Re+3+4+5
Os+4
Ir +3+4
Pt+4
Au+3
Hg+2
Tl+1
Pb+2+4
Bi +3
Po +4
At -1 +1 +3
Rn 0
+2
Aplicaţie electronegativitatea de grup Metoda de aproximare super-atom EG=ΣAVAEAΣVA
5
Exemple (folosind scara Pauling revizuită) Grup Calcul Rez-CH3 (4middot255+3middot220)(4+3) 240-CHO (4middot255+1middot220+2middot344)(4+1+2) 275-OH (2middot344+1middot220)(2+1) 303-OCH3 (2middot344+1middot240)(2+1) 309
Ref Hanqing WU 1997 Re-propose Organic and Inorganic Property Values and Group Electronegativity for Drug and Biological Molecules and Their Calculation through JavaScript and Application in QSAR Studies First International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (ECSOC-1) wwwmdpiorgecsoc September 1-30 1997
Metoda Diudea-Silaghi jvj jvbk b
jAjk
vAkV )E()E(E sum+ prod= bvj este ordinul de legătură al lui v cu j k - numărul de legături ale vacircrfului V al grupului G către alţi atomi Exemple (folosind scara Sanderson) Grup Calcul Rez -CH3 31 1111 ))312()312()312(()472(+ sdot 2349
-CHO 31 211 ))463()312(()472(+ sdot 2875
-OH 11 11 ))312(()463(+ sdot 2827
-OCH3 2851
Ref Mircea V DIUDEA Ioan SILAGHI-DUMITRESCU 1989 Valence group electronegativity as a vertex discriminator Revue Roumaine de Chimie 34(5)1175-1182
11 11 ))3492(()463(+ sdotAlte metode Grup Ref1 Ref2 Ref3 Ref4 Ref5 Ref6 Ref7ndashOF 351 414 360ndashONO 344 443 ndashOCl 342 323 373 358ndashOCN 341 335 466 357ndashOH 336 282 351 349 281 348 355ndashNO2 329 483 342 329 363 gtNH 304 309 ndashNCO 298 337 355 318=NH 296 331 ndashNCS 291 309 417 351 268 329 322ndashNH2 288 247 261 299 249 305 312gtS(=O)2 283 440 gtS=O 275 400 ndashCF3 271 347 346 318 271gtC=O 271 372 ndashCOOH 266 304 354 282 286 273 263ndashCONH2 263 273 269 261ndashCOCl 263 273 266ndashCN 260 332 384 321 268 310 269ndashCHO 260 293 287 268 285 260ndashCCl3 256 295 284 266 268 270ndashSCN 254 310 391 268 289 270ndashSH 251 250 232 262 248 256 265ndashC(CH3) 250 229 ndashCH3 247 231 227 247 247 255gtPH 227 ndashPH2 224 227 213 219 217ndashBH2 209 209 198 191gtBH 208
Ref1 Leah D GARNER-ONEALE Alcindor F BONAMY Terry L MEEK Brian G PATRICK 2003 Calculating group electronegativities using the revised Lewis-Langmuir equation Journal of Molecular Structure THEOCHEM 639(1-3)151-156
Ref2 Steven G BRATSCH 1988 Revised mulliken electronegativities II Applications and limitations Journal of Chemical Education 65(3)223-227
Ref3 James E HUHEEY 1965 The electronegativity of groups Journal of Physical Chemistry 69(10)3284-3291 amp James E HUHEEY 1966 The electronegativity of multiply bonded groups Journal of Physical Chemistry 70(7)2086-2092
Ref4 Naoki INAMOTO and Shozo MASUDA 1982 Calculation of new inductive substituent parameter (τ) for group and the application Chemistry Letters 11(7)1007-1010
Ref5 Robert Thomas SANDERSON 1976 Chemical Bonds and Bond Energy (second ed) Academic Press New York (1976)
Ref6 Qian L XIE Hongmei Mei SUN Guirong XIE Jiaju ZHOU 1995 An iterative method for calculation of group electronegativities Journal of Chemical Information and Computer Sciences 35(1)106-109
Ref7 Russell Jaye BOYD Susan L BOYD 1992 Group electronegativities from the bond critical point model Journal of the American Chemical Society 114(5)1652-1655
6
Formule chimice Compoziţia chimică a substanţelor se redă prin formule care se clasifică icircn felul următor divide Formulele brute exprimă compoziţia substanţei prin numărul de atomi din fiecare element icircn
raport cu unul dintre elemente Cunoscacircnd masele atomice ale elementelor se poate calcula numărul de atomi din fiecare element icircn raport cu unul dintre elemente Se icircmparte conţinutul procentual din fiecare element la masa atomică a elementului raporturile obţinute se icircmpart la cel mai mic dintre ele Exemplu Să se calculeze formula brută a clorurii de calciu (anhidre) ştiind că substanţa conţine 361 Ca şi 639 Cl (MCa=4008 MCl=35453) Rezolvare
Ca 361 Cl 639 Ca 3614008 = 090 Cl 63935453 = 180 Min(09180)=09 0909 = 1 1809 = 2 CaCl = 12
Din calculele de mai sus rezultă că formula brută a clorurii de calciu este Ca1Cl2 sau CaCl2 Această formulă are următoarea semnificaţie icircn clorura de calciu raportul dintre numărul de atomi de calciu şi numărul de atomi de clor este 12 Exemple de formule brute P2O5 (PO = 25) CH (CH = 11) CH2 (CH = 12) Cl2PN (ClPN = 211)
divide Formulele moleculare redau numărul de atomi ai fiecărui element cuprinşi icircntr-o moleculă atunci cacircnd se cunoaşte masa moleculară a substanţei Formula moleculară se poate stabili experimental obţinacircnd formula brută şi masa moleculară Formula moleculară poate coincide cu formula brută sau poate fi multiplu icircntreg al acesteia Exemplu Pentru clorura de calciu de mai sus (CaCl = 12) s-a obţinut experimental o masă moleculară de 111 Să se exprime formula moleculară Rezolvare M(CaCl2)n = nmiddot(4008+2middot35453) = nmiddot110986 = 111 rarr n = 099987 asymp 1 rarr formula moleculară CaCl2 Exemple de formule moleculare P4O10 ((P2O5)2) C2H2 ((CH)2) C6H6 ((CH)6) Cl6P3N3 ((Cl2PN)3)
divide Formulele raţionale exprimă grupele structurale din moleculă (mai ales la compuşii organici) Exemplu Formulele raţionale ale formulei moleculare C3H8O
1-propanol CH3-CH2-CH2-OH
2-propanol
H3C CH CH3
OH metil etil eter CH3-O-CH2-CH3 divide Formulele structurale redau structura moleculelor (toţi atomii ce compun molecula icircmpreună
cu toate legăturile care se stabilesc icircntre aceştia) Exemplu
etenă
C CH
H
H
H
C CC
CCCH H
HH
H H benzen divide Izomeri de structură Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de structură cacircnd au aceeaşi
formulă moleculară şi au formule structurale diferite Exemple 1-propanol 2-propanol şi metil etil eter sunt izomeri de structură (vezi exemplul de mai sus) Nonanul (C9H20) are 35 de izomeri (httpphacademicdirectorgCCPNI_2007pdf)
divide Izomeri de geometrie Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de geometrie cacircnd au aceeaşi formulă structurală şi au geometrii diferite Tipuri de izomeri de structură (clasificare)
o Enantiomeri exemplu CHClBrF
C
H
Br ClF C
H
BrClF
7
o Diastereoizomeri Izomeri cis-trans exemplu
cis-butena trans-butena C C
CH3
H
H
H3CC C
CH3
H
H3C
H Conformeri exemplu - butan Gauche g- amp Gauche g+
bull Rotameri exemplu - butan Anti
Gauche g-
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
Gauche g+
Anti
8
Electronegativităţi Sanderson 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H
231 He
2 Li 086
Be 161
B 188
C 247
N 293
O 346
F 392
Ne
3 Na 085
Mg 142
Al 154
Si 174
P 216
S 266
Cl 328
Ar 392
4 K 074
Ca 106
Sc 109
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 186
Ga 210
Ge 231
As 253
Se 276
Br 296
Kr 317
5 Rb 070
Sr 096
Y 098
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 173
In 188
Sn 202
Sb 219
Te 234
I 250
Xe 263
6 Cs 069
Ba 093
La 092
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 192
Tl 196
Pb 201
Bi 206
Po
At
Rn
Electronegativităţi Allred Rochow 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H 220
He
2 Li 097
Be 147
B 201
C 250
N 307
O 35
F 41
Ne
3 Na 101
Mg 123
Al 147
Si 174
P 206
S 244
Cl 283
Ar
4 K 091
Ca 104
Sc 120
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn 166
Ga 182
Ge 202
As 220
Se 248
Br 274
Kr
5 Rb 089
Sr 099
Y 111
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd 146
In 149
Sn 172
Sb 182
Te 201
I 221
Xe
6 Cs 086
Ba 097
La 108
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg 144
Tl 144
Pb 155
Bi 167
Po
At
Rn
Stări de oxidare principale 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H +1
He 0
2 Li +1
Be+2
B +3
C -4
N -3
+5
O -2
F -1
Ne 0
3 Na +1
Mg +2
Al+3
Si+2+4
P +5
S -2 0
+6
Cl -1 +7
Ar 0
4 K +1
Ca+2
Sc +2 +3
Ti +4
V +3 +4 +5
Cr+3
Mn+2
Fe+2+3
Co+2
Ni+2
Cu+2
Zn+2
Ga+3
Ge+2+4
As +3 +5
Se +4 +6
Br -1 +5
Kr 0
+2
5 Rb -1 +1
Sr +2
Y +3
Zr +4
Nb +5
Mo+6
Tc+4+5+7
Ru+3
Rh+3
Pd+2
Ag+1
Cd+2
In+3
Sn+2+4
Sb +3 +5
Te +4
I -1
Xe 0
+2 +4
6 Cs -1 +1
Ba+2
La +3
Hf +4
Ta +5
W -4
+6
Re+3+4+5
Os+4
Ir +3+4
Pt+4
Au+3
Hg+2
Tl+1
Pb+2+4
Bi +3
Po +4
At -1 +1 +3
Rn 0
+2
Aplicaţie electronegativitatea de grup Metoda de aproximare super-atom EG=ΣAVAEAΣVA
5
Exemple (folosind scara Pauling revizuită) Grup Calcul Rez-CH3 (4middot255+3middot220)(4+3) 240-CHO (4middot255+1middot220+2middot344)(4+1+2) 275-OH (2middot344+1middot220)(2+1) 303-OCH3 (2middot344+1middot240)(2+1) 309
Ref Hanqing WU 1997 Re-propose Organic and Inorganic Property Values and Group Electronegativity for Drug and Biological Molecules and Their Calculation through JavaScript and Application in QSAR Studies First International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (ECSOC-1) wwwmdpiorgecsoc September 1-30 1997
Metoda Diudea-Silaghi jvj jvbk b
jAjk
vAkV )E()E(E sum+ prod= bvj este ordinul de legătură al lui v cu j k - numărul de legături ale vacircrfului V al grupului G către alţi atomi Exemple (folosind scara Sanderson) Grup Calcul Rez -CH3 31 1111 ))312()312()312(()472(+ sdot 2349
-CHO 31 211 ))463()312(()472(+ sdot 2875
-OH 11 11 ))312(()463(+ sdot 2827
-OCH3 2851
Ref Mircea V DIUDEA Ioan SILAGHI-DUMITRESCU 1989 Valence group electronegativity as a vertex discriminator Revue Roumaine de Chimie 34(5)1175-1182
11 11 ))3492(()463(+ sdotAlte metode Grup Ref1 Ref2 Ref3 Ref4 Ref5 Ref6 Ref7ndashOF 351 414 360ndashONO 344 443 ndashOCl 342 323 373 358ndashOCN 341 335 466 357ndashOH 336 282 351 349 281 348 355ndashNO2 329 483 342 329 363 gtNH 304 309 ndashNCO 298 337 355 318=NH 296 331 ndashNCS 291 309 417 351 268 329 322ndashNH2 288 247 261 299 249 305 312gtS(=O)2 283 440 gtS=O 275 400 ndashCF3 271 347 346 318 271gtC=O 271 372 ndashCOOH 266 304 354 282 286 273 263ndashCONH2 263 273 269 261ndashCOCl 263 273 266ndashCN 260 332 384 321 268 310 269ndashCHO 260 293 287 268 285 260ndashCCl3 256 295 284 266 268 270ndashSCN 254 310 391 268 289 270ndashSH 251 250 232 262 248 256 265ndashC(CH3) 250 229 ndashCH3 247 231 227 247 247 255gtPH 227 ndashPH2 224 227 213 219 217ndashBH2 209 209 198 191gtBH 208
Ref1 Leah D GARNER-ONEALE Alcindor F BONAMY Terry L MEEK Brian G PATRICK 2003 Calculating group electronegativities using the revised Lewis-Langmuir equation Journal of Molecular Structure THEOCHEM 639(1-3)151-156
Ref2 Steven G BRATSCH 1988 Revised mulliken electronegativities II Applications and limitations Journal of Chemical Education 65(3)223-227
Ref3 James E HUHEEY 1965 The electronegativity of groups Journal of Physical Chemistry 69(10)3284-3291 amp James E HUHEEY 1966 The electronegativity of multiply bonded groups Journal of Physical Chemistry 70(7)2086-2092
Ref4 Naoki INAMOTO and Shozo MASUDA 1982 Calculation of new inductive substituent parameter (τ) for group and the application Chemistry Letters 11(7)1007-1010
Ref5 Robert Thomas SANDERSON 1976 Chemical Bonds and Bond Energy (second ed) Academic Press New York (1976)
Ref6 Qian L XIE Hongmei Mei SUN Guirong XIE Jiaju ZHOU 1995 An iterative method for calculation of group electronegativities Journal of Chemical Information and Computer Sciences 35(1)106-109
Ref7 Russell Jaye BOYD Susan L BOYD 1992 Group electronegativities from the bond critical point model Journal of the American Chemical Society 114(5)1652-1655
6
Formule chimice Compoziţia chimică a substanţelor se redă prin formule care se clasifică icircn felul următor divide Formulele brute exprimă compoziţia substanţei prin numărul de atomi din fiecare element icircn
raport cu unul dintre elemente Cunoscacircnd masele atomice ale elementelor se poate calcula numărul de atomi din fiecare element icircn raport cu unul dintre elemente Se icircmparte conţinutul procentual din fiecare element la masa atomică a elementului raporturile obţinute se icircmpart la cel mai mic dintre ele Exemplu Să se calculeze formula brută a clorurii de calciu (anhidre) ştiind că substanţa conţine 361 Ca şi 639 Cl (MCa=4008 MCl=35453) Rezolvare
Ca 361 Cl 639 Ca 3614008 = 090 Cl 63935453 = 180 Min(09180)=09 0909 = 1 1809 = 2 CaCl = 12
Din calculele de mai sus rezultă că formula brută a clorurii de calciu este Ca1Cl2 sau CaCl2 Această formulă are următoarea semnificaţie icircn clorura de calciu raportul dintre numărul de atomi de calciu şi numărul de atomi de clor este 12 Exemple de formule brute P2O5 (PO = 25) CH (CH = 11) CH2 (CH = 12) Cl2PN (ClPN = 211)
divide Formulele moleculare redau numărul de atomi ai fiecărui element cuprinşi icircntr-o moleculă atunci cacircnd se cunoaşte masa moleculară a substanţei Formula moleculară se poate stabili experimental obţinacircnd formula brută şi masa moleculară Formula moleculară poate coincide cu formula brută sau poate fi multiplu icircntreg al acesteia Exemplu Pentru clorura de calciu de mai sus (CaCl = 12) s-a obţinut experimental o masă moleculară de 111 Să se exprime formula moleculară Rezolvare M(CaCl2)n = nmiddot(4008+2middot35453) = nmiddot110986 = 111 rarr n = 099987 asymp 1 rarr formula moleculară CaCl2 Exemple de formule moleculare P4O10 ((P2O5)2) C2H2 ((CH)2) C6H6 ((CH)6) Cl6P3N3 ((Cl2PN)3)
divide Formulele raţionale exprimă grupele structurale din moleculă (mai ales la compuşii organici) Exemplu Formulele raţionale ale formulei moleculare C3H8O
1-propanol CH3-CH2-CH2-OH
2-propanol
H3C CH CH3
OH metil etil eter CH3-O-CH2-CH3 divide Formulele structurale redau structura moleculelor (toţi atomii ce compun molecula icircmpreună
cu toate legăturile care se stabilesc icircntre aceştia) Exemplu
etenă
C CH
H
H
H
C CC
CCCH H
HH
H H benzen divide Izomeri de structură Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de structură cacircnd au aceeaşi
formulă moleculară şi au formule structurale diferite Exemple 1-propanol 2-propanol şi metil etil eter sunt izomeri de structură (vezi exemplul de mai sus) Nonanul (C9H20) are 35 de izomeri (httpphacademicdirectorgCCPNI_2007pdf)
divide Izomeri de geometrie Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de geometrie cacircnd au aceeaşi formulă structurală şi au geometrii diferite Tipuri de izomeri de structură (clasificare)
o Enantiomeri exemplu CHClBrF
C
H
Br ClF C
H
BrClF
7
o Diastereoizomeri Izomeri cis-trans exemplu
cis-butena trans-butena C C
CH3
H
H
H3CC C
CH3
H
H3C
H Conformeri exemplu - butan Gauche g- amp Gauche g+
bull Rotameri exemplu - butan Anti
Gauche g-
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
Gauche g+
Anti
8
Exemple (folosind scara Pauling revizuită) Grup Calcul Rez-CH3 (4middot255+3middot220)(4+3) 240-CHO (4middot255+1middot220+2middot344)(4+1+2) 275-OH (2middot344+1middot220)(2+1) 303-OCH3 (2middot344+1middot240)(2+1) 309
Ref Hanqing WU 1997 Re-propose Organic and Inorganic Property Values and Group Electronegativity for Drug and Biological Molecules and Their Calculation through JavaScript and Application in QSAR Studies First International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (ECSOC-1) wwwmdpiorgecsoc September 1-30 1997
Metoda Diudea-Silaghi jvj jvbk b
jAjk
vAkV )E()E(E sum+ prod= bvj este ordinul de legătură al lui v cu j k - numărul de legături ale vacircrfului V al grupului G către alţi atomi Exemple (folosind scara Sanderson) Grup Calcul Rez -CH3 31 1111 ))312()312()312(()472(+ sdot 2349
-CHO 31 211 ))463()312(()472(+ sdot 2875
-OH 11 11 ))312(()463(+ sdot 2827
-OCH3 2851
Ref Mircea V DIUDEA Ioan SILAGHI-DUMITRESCU 1989 Valence group electronegativity as a vertex discriminator Revue Roumaine de Chimie 34(5)1175-1182
11 11 ))3492(()463(+ sdotAlte metode Grup Ref1 Ref2 Ref3 Ref4 Ref5 Ref6 Ref7ndashOF 351 414 360ndashONO 344 443 ndashOCl 342 323 373 358ndashOCN 341 335 466 357ndashOH 336 282 351 349 281 348 355ndashNO2 329 483 342 329 363 gtNH 304 309 ndashNCO 298 337 355 318=NH 296 331 ndashNCS 291 309 417 351 268 329 322ndashNH2 288 247 261 299 249 305 312gtS(=O)2 283 440 gtS=O 275 400 ndashCF3 271 347 346 318 271gtC=O 271 372 ndashCOOH 266 304 354 282 286 273 263ndashCONH2 263 273 269 261ndashCOCl 263 273 266ndashCN 260 332 384 321 268 310 269ndashCHO 260 293 287 268 285 260ndashCCl3 256 295 284 266 268 270ndashSCN 254 310 391 268 289 270ndashSH 251 250 232 262 248 256 265ndashC(CH3) 250 229 ndashCH3 247 231 227 247 247 255gtPH 227 ndashPH2 224 227 213 219 217ndashBH2 209 209 198 191gtBH 208
Ref1 Leah D GARNER-ONEALE Alcindor F BONAMY Terry L MEEK Brian G PATRICK 2003 Calculating group electronegativities using the revised Lewis-Langmuir equation Journal of Molecular Structure THEOCHEM 639(1-3)151-156
Ref2 Steven G BRATSCH 1988 Revised mulliken electronegativities II Applications and limitations Journal of Chemical Education 65(3)223-227
Ref3 James E HUHEEY 1965 The electronegativity of groups Journal of Physical Chemistry 69(10)3284-3291 amp James E HUHEEY 1966 The electronegativity of multiply bonded groups Journal of Physical Chemistry 70(7)2086-2092
Ref4 Naoki INAMOTO and Shozo MASUDA 1982 Calculation of new inductive substituent parameter (τ) for group and the application Chemistry Letters 11(7)1007-1010
Ref5 Robert Thomas SANDERSON 1976 Chemical Bonds and Bond Energy (second ed) Academic Press New York (1976)
Ref6 Qian L XIE Hongmei Mei SUN Guirong XIE Jiaju ZHOU 1995 An iterative method for calculation of group electronegativities Journal of Chemical Information and Computer Sciences 35(1)106-109
Ref7 Russell Jaye BOYD Susan L BOYD 1992 Group electronegativities from the bond critical point model Journal of the American Chemical Society 114(5)1652-1655
6
Formule chimice Compoziţia chimică a substanţelor se redă prin formule care se clasifică icircn felul următor divide Formulele brute exprimă compoziţia substanţei prin numărul de atomi din fiecare element icircn
raport cu unul dintre elemente Cunoscacircnd masele atomice ale elementelor se poate calcula numărul de atomi din fiecare element icircn raport cu unul dintre elemente Se icircmparte conţinutul procentual din fiecare element la masa atomică a elementului raporturile obţinute se icircmpart la cel mai mic dintre ele Exemplu Să se calculeze formula brută a clorurii de calciu (anhidre) ştiind că substanţa conţine 361 Ca şi 639 Cl (MCa=4008 MCl=35453) Rezolvare
Ca 361 Cl 639 Ca 3614008 = 090 Cl 63935453 = 180 Min(09180)=09 0909 = 1 1809 = 2 CaCl = 12
Din calculele de mai sus rezultă că formula brută a clorurii de calciu este Ca1Cl2 sau CaCl2 Această formulă are următoarea semnificaţie icircn clorura de calciu raportul dintre numărul de atomi de calciu şi numărul de atomi de clor este 12 Exemple de formule brute P2O5 (PO = 25) CH (CH = 11) CH2 (CH = 12) Cl2PN (ClPN = 211)
divide Formulele moleculare redau numărul de atomi ai fiecărui element cuprinşi icircntr-o moleculă atunci cacircnd se cunoaşte masa moleculară a substanţei Formula moleculară se poate stabili experimental obţinacircnd formula brută şi masa moleculară Formula moleculară poate coincide cu formula brută sau poate fi multiplu icircntreg al acesteia Exemplu Pentru clorura de calciu de mai sus (CaCl = 12) s-a obţinut experimental o masă moleculară de 111 Să se exprime formula moleculară Rezolvare M(CaCl2)n = nmiddot(4008+2middot35453) = nmiddot110986 = 111 rarr n = 099987 asymp 1 rarr formula moleculară CaCl2 Exemple de formule moleculare P4O10 ((P2O5)2) C2H2 ((CH)2) C6H6 ((CH)6) Cl6P3N3 ((Cl2PN)3)
divide Formulele raţionale exprimă grupele structurale din moleculă (mai ales la compuşii organici) Exemplu Formulele raţionale ale formulei moleculare C3H8O
1-propanol CH3-CH2-CH2-OH
2-propanol
H3C CH CH3
OH metil etil eter CH3-O-CH2-CH3 divide Formulele structurale redau structura moleculelor (toţi atomii ce compun molecula icircmpreună
cu toate legăturile care se stabilesc icircntre aceştia) Exemplu
etenă
C CH
H
H
H
C CC
CCCH H
HH
H H benzen divide Izomeri de structură Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de structură cacircnd au aceeaşi
formulă moleculară şi au formule structurale diferite Exemple 1-propanol 2-propanol şi metil etil eter sunt izomeri de structură (vezi exemplul de mai sus) Nonanul (C9H20) are 35 de izomeri (httpphacademicdirectorgCCPNI_2007pdf)
divide Izomeri de geometrie Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de geometrie cacircnd au aceeaşi formulă structurală şi au geometrii diferite Tipuri de izomeri de structură (clasificare)
o Enantiomeri exemplu CHClBrF
C
H
Br ClF C
H
BrClF
7
o Diastereoizomeri Izomeri cis-trans exemplu
cis-butena trans-butena C C
CH3
H
H
H3CC C
CH3
H
H3C
H Conformeri exemplu - butan Gauche g- amp Gauche g+
bull Rotameri exemplu - butan Anti
Gauche g-
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
Gauche g+
Anti
8
Formule chimice Compoziţia chimică a substanţelor se redă prin formule care se clasifică icircn felul următor divide Formulele brute exprimă compoziţia substanţei prin numărul de atomi din fiecare element icircn
raport cu unul dintre elemente Cunoscacircnd masele atomice ale elementelor se poate calcula numărul de atomi din fiecare element icircn raport cu unul dintre elemente Se icircmparte conţinutul procentual din fiecare element la masa atomică a elementului raporturile obţinute se icircmpart la cel mai mic dintre ele Exemplu Să se calculeze formula brută a clorurii de calciu (anhidre) ştiind că substanţa conţine 361 Ca şi 639 Cl (MCa=4008 MCl=35453) Rezolvare
Ca 361 Cl 639 Ca 3614008 = 090 Cl 63935453 = 180 Min(09180)=09 0909 = 1 1809 = 2 CaCl = 12
Din calculele de mai sus rezultă că formula brută a clorurii de calciu este Ca1Cl2 sau CaCl2 Această formulă are următoarea semnificaţie icircn clorura de calciu raportul dintre numărul de atomi de calciu şi numărul de atomi de clor este 12 Exemple de formule brute P2O5 (PO = 25) CH (CH = 11) CH2 (CH = 12) Cl2PN (ClPN = 211)
divide Formulele moleculare redau numărul de atomi ai fiecărui element cuprinşi icircntr-o moleculă atunci cacircnd se cunoaşte masa moleculară a substanţei Formula moleculară se poate stabili experimental obţinacircnd formula brută şi masa moleculară Formula moleculară poate coincide cu formula brută sau poate fi multiplu icircntreg al acesteia Exemplu Pentru clorura de calciu de mai sus (CaCl = 12) s-a obţinut experimental o masă moleculară de 111 Să se exprime formula moleculară Rezolvare M(CaCl2)n = nmiddot(4008+2middot35453) = nmiddot110986 = 111 rarr n = 099987 asymp 1 rarr formula moleculară CaCl2 Exemple de formule moleculare P4O10 ((P2O5)2) C2H2 ((CH)2) C6H6 ((CH)6) Cl6P3N3 ((Cl2PN)3)
divide Formulele raţionale exprimă grupele structurale din moleculă (mai ales la compuşii organici) Exemplu Formulele raţionale ale formulei moleculare C3H8O
1-propanol CH3-CH2-CH2-OH
2-propanol
H3C CH CH3
OH metil etil eter CH3-O-CH2-CH3 divide Formulele structurale redau structura moleculelor (toţi atomii ce compun molecula icircmpreună
cu toate legăturile care se stabilesc icircntre aceştia) Exemplu
etenă
C CH
H
H
H
C CC
CCCH H
HH
H H benzen divide Izomeri de structură Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de structură cacircnd au aceeaşi
formulă moleculară şi au formule structurale diferite Exemple 1-propanol 2-propanol şi metil etil eter sunt izomeri de structură (vezi exemplul de mai sus) Nonanul (C9H20) are 35 de izomeri (httpphacademicdirectorgCCPNI_2007pdf)
divide Izomeri de geometrie Doi sau mai mulţi compuşi sunt izomeri de geometrie cacircnd au aceeaşi formulă structurală şi au geometrii diferite Tipuri de izomeri de structură (clasificare)
o Enantiomeri exemplu CHClBrF
C
H
Br ClF C
H
BrClF
7
o Diastereoizomeri Izomeri cis-trans exemplu
cis-butena trans-butena C C
CH3
H
H
H3CC C
CH3
H
H3C
H Conformeri exemplu - butan Gauche g- amp Gauche g+
bull Rotameri exemplu - butan Anti
Gauche g-
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
Gauche g+
Anti
8
o Diastereoizomeri Izomeri cis-trans exemplu
cis-butena trans-butena C C
CH3
H
H
H3CC C
CH3
H
H3C
H Conformeri exemplu - butan Gauche g- amp Gauche g+
bull Rotameri exemplu - butan Anti
Gauche g-
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
Gauche g+
Anti
8
Recommended