Table Of ContentVITENSKAPENS VERDEN
KJEMIENS
LOVER
Redaksjon: Dr. Martin Sherwood og Dr. Christine Sutton
Norsk oversettelse: Edle Endresen
ILLUSTRERT VITENSKAPS BIBLIOTEK
Innhold
Forord
Kjemiens grunnbegreper
1 De kjemiske stoffenes struktur 5
2 Kjemiske reaksjoner 19
3 Naturlige forbindelser 27
4 Syntetiske forbindelser 35
Kjemi og industri
5 Over til storproduksjon 43
6 Kjemikalier i bulk 49
7 Plast 55
8 Landbrukskjemikalier 67
Vår hverdags kjemi
9 Kjemi og mat 73
10 Farmasøytiske produkter 79
11 Kjemi og fotografering 87
12 Maling, lakk og lim 91
13 Vaske- og rensemidler 97
14 Eksplosiver 103
Kjemi og miljø
15 Sikkerhet og ulykker 109
16 Forurensning 117
Ordliste 125
Register 126
VITENSKAPENS VERDEN £2 «Kjemiens lover» □ Norsk utgave © Norsk
Fogtdal A/S 1989 □ Norsk redaksjon: Marte Askeland B Oversatt av Edle
Endresen ... Engelsk originaltittel: «Encyclopedia of Science in Everyday
Life» □ © Equinox (Oxford) Ltd. 1988 lJ Redaksjon: Dr. Martin Sherwood
og Dr. Christine Sutton □ Konsulenter: Sir Allan Cottrell og Steven Wein-
berg □ Forfattere: Nigel Davis, Helen Gasking, Dr. Martin Sherwood,
Richard Stevenson og Roger Upton □ Sats: Laursen Tønder □ Trykk: Dansk
Heatset Rotation I/S, Odense □ ISBN 82-90388-99-3 (24 bind komplett)
□ ISBN 82-90388-41-1 (bind 15, «Kjemiens lover»)
Forord
Kjemi blir vanligvis definert som læren om stoffenes En forløper for polymeriseringen av plast var Char
oppbygging, egenskaper og reaksjoner. Mange av oss les Goodyears oppdagelse av vulkaniseringsprosessen
betrakter kjemi som noe vanskelig og uforståelig, mens i 1839. Ved denne prosessen blir rågummi tilsatt svo
det i virkeligheten er snakk om en vitenskap som hjel vel, og ved oppvarming forbindes de polymere kjede
per oss å sette forskjellig kunnskap i logiske system. ne på tvers, noe som gjør materialet sterkere. På den
Med et elementært kjennskap til kjemiens grunnregler tiden kunne man bare konstatere at produktet var
kan hvem som helst av oss forstå og forklare en meng brukbart, uten at man egentlig forsto hvorfor egenska
de dagligdagse fenomener. Denne boken gir et histo pene var endret. I dag benyttes plaststoffer overalt -
risk overblikk over kjemiens utvikling, gjennomgår de som emballasje, som bygningsmateriale, i elektriske
grunnleggende teoriene og skildrer hvordan den kje artikler og i husholdningsartikler. Verdensproduksjo-
miske forskningen på mange måter er en del av vår nene antas å være ca. 60 millioner tonn årlig.
hverdag. Kjemisk forskning innenfor landbruksområdet star
En av de første teoriene om stoffenes oppbygging tet i første halvdel av 1800-tallet og gikk stort sett ut
ble satt frem av Empedokles (500-430 f.Kr.), nemlig på plantenes behov for næring. Forskningen har dels
teorien om de fire elementer (vann, luft, ild og jord), konsentrert seg om naturgjødselens kjemi, og dels om
som han mente alle stoffene var satt sammen av. Den utviklingen av forskjellige typer kunstgjødsel. En an
første teorien om atomer (ordet betyr «udelelig») ble nen del av landbrukskjemien er utviklingen av sprøy
lansert av Leukippos og videreutviklet av hans elev temidler. Først benyttet man seg ukritisk av disse
Demokritos (460-400 f.Kr.). Ifølge denne teorien besto sprøytemidlene, noe som førte til en rekke miljøpro
verden av faste atomer med tomrom imellom. Disse blemer - for eksempel i forbindelse med bruken av
teoriene eksisterte side om side i det gamle Greken- DDT. I dag satser man på mindre skadelige sprøyte
land, men etter hvert ble atomteorien forkastet, og ble midler og forsøker samtidig å benytte seg minst mulig
først tatt opp igjen på 1700-tallet i Europa. av disse. Spesielle sprøyteapparater - elektrodyn-sprøy-
Robert Boyle (1627-1691) og Isaac Newton (1642- ter - kan fordele en liter av sprøytemiddelet over et
1727) hadde interessert seg for atomteorien, men det område på to hektar.
var først med den franske kjemikeren Antoine Laurent Utviklingen innenfor kjemien har også vært avgjø
Lavoisiers (1743-1794) teorier at man fikk en brukbar rende i forbindelse med så forskjellige områder som
beskrivelse av atomene (elementene). Lavoisier utar legemiddelindustrien, lakk- og malingindustrien, kos
beidet også en liste over 33 stoffer, der fem av dem metikk- og såpeindustrien og våpenindustrien.
senere viste seg å være oksider av grunnstoffer. Han I den senere tid er man blitt mer og mer oppmerk
hadde også tatt med lys og varme som egne stoffer. som på de store miljøproblemene i forbindelse med
Teoriene ble utviklet videre de neste århundrer, og den produksjon, transport og bruk av kjemikalier. Men og
moderne atomteorien ble etablert av Ernest Rutherford så disse problemene kan løses ved hjelp av kjemisk
(1871-1937) og Niels Bohr (1855-1962). kunnskap. På dette området har for eksempel vårt na
Alle stoffer er bygget opp av ett eller flere grunn boland Danmark vært et foregangsland. Det danske
stoffer, og stoffets kjemiske egenskaper er i hovedsak anlegget Kommunekemi er verdens mest avanserte an
bestemt av atomenes ytterste elektroner. Det finnes 88 legg for behandling av industriavfall.
forskjellige grunnstoffer i naturen, og det stadig øken Alle som er interessert i verden rundt seg bør vite
de kjennskap til stoffenes oppbygging har gjort det litt om kjemi. I dag er det ikke mange områder man
mulig for kjemikerne å skape nye stoffer av grunnstof kan sette seg inn i på en seriøs måte uten iallfall å
fene. Denne syntesekjemien utgjør en stadig viktigere kjenne til grunnleggende kjemi. Denne boken tar for
del av kjemien. seg kjemiske grunnbegreper og kjemiens praktiske be
I dag blir kjemi benyttet i stor skala i forskjellige tydning og innflytelse på vår hverdag på en enkel må
industrier, og i de siste tiårene har man kunnet frem te, uten overdreven bruk av kjemiske formler og mate
stille et hav av nye produkter takket være kjemikernes matikk. Slik er den blitt en ny vei inn i kjemiens ver
nye forskningsresultater. Dannelsen av polymere stof den - en vei som ikke krever store teoretiske forkunn
fer ble oppdaget av tyskeren Hermann Staudinger i skaper, men som både gir et overblikk og kjennskap
1926. Siden dengang har plastkjemien utviklet seg til til detaljene i denne spennende vitenskapen.
det området innenfor faget kjemi med flest nyvinningen Redaksjonen
i
De kjemiske stoffenes struktur
Kjemiske forbindelser og blandinger... Typer av
Grunnstoffer
kjemisk binding... Metall og metalliske bindinger... Alle substanser består av en
sammensetning av ett eller
Salter og ioniske forbindelser... Kovalente flere grunnstoffer, enten i ren
form, i blandinger eller
bindinger... Karbon i sentrum av store molekyler... kjemiske forbindelser.
Diamanter og grafitt... Organiske forbindelser...
Hydrogenbinding... Stoffer i løsning... PERSPEKTIV...
Slik beskriver vi molekyler... Spektroskopi...
Organiske forbindelser, inndeling i klasser
Metaller Ikke-metaller
Krystallinske grunnstoffer Grunnstoffer som vanligvis er
De utallige forskjellige substanser som finnes i universet er satt med høy egenvekt, er seige i gassform eller ikke har
og lar seg lett bearbeide. De metalliske egenskaper. De
sammen av mindre enn hundre naturlig forekommende grunnstof er gode ledere for varme og fleste har et høyt ioniserings-
elektrisitet. potensial.
fer. Det er strukturen og egenskapene - om de er harde eller myke,
farget eller gjennomsiktige, flytende eller faste - under normale
forhold, som kan si hvordan atomene som laget dem, er kombinert.
Den måten grunnstoffene kan kombineres på for å danne en kje
misk forbindelse, er derfor kjernen i ethvert kjemistudium.
Når atomer fra forskjellige grunnstoffer nærmer seg hverandre,
kan de ytterste elektronene reagere med hverandre. Når dette hen
Blandinger
der, sier vi at det skjer en kjemisk reaksjon, og elektroner kan I blandinger av to eller flere
forbindelser eller grunnstoffer
deles mellom to eller flere atomer eller byttes om. Denne delingen kan de enkelte delene skilles
ut ved fysiske metoder som
eller byttehandelen skaper et sterkt bindeledd mellom atomene, sentrifugering eller filtrering.
kalles kjemisk binding, og fører til dannelsen av et molekyl. Et
molekyl kan bestå av et eneste grunnstoff - som tilfellet er med
vannstoffmolekylet H2 - eller det kan være sammensatt av mange
forskjellige grunnstoffer. Da kalles det en kjemisk forbindelse. Vi
kjenner flere slags kjemiske bindinger som tilsammen er ansvarlig Kjemiske forbindelser
Kjemiske forbindelser består
for millioner av kjente kjemiske forbindelser. av to eller flere grunnstoffer
som er knyttet sammen ved
Vitenskapsmenn på 1800-tallet visste at atomer slutter seg sam kjemiske bindinger. Kan ikke
brytes ned ved fysiske midler.
men etter enkle forholdstall for å danne kjemiske forbindelser. Va
lensen angir det antall elektroner i det ytre skallet atomet rår over
for kjemisk binding.
Oksygen har en bindingskapasitet eller valens på to i H2O og
i de fleste andre kjemiske forbindelsene. Klor har en bindingskapa
sitet på en. Svovel har en valens på fire i svoveldioksid (SO2) og
seks i svoveltrioksid (SO3). Kunnskap om atomvalensen i forskjelli
Salter Molekyler
ge kjemiske forbindelser og konfigurasjoner gjør det mulig for kje Salter er forbindelser sammen Et molekyl er den minste
knyttet ved ionebytte. Dannet fysiske enhet av en kjemisk
mikeren å forutsi hvordan de nye molekylene vil se ut. Beregninger ved at hydrogenatomet i en forbindelse av to eller flere
syre erstattes med et metallion. grunnstoffer bundet sammen
over måten elektronvalensene vil opptre på, danner derfor selve De fleste mineraler er salter. med kovalente bindinger.
ryggraden i teoriene om kjemisk binding.
Metalliske bindinger Ioniske bindinger Kovalente bindinger
Atomene i et metall er tett I ioniske bindinger blir et I kovalente bindinger kan
pakket sammen i en regel positivt ladet ion i ett begge grunnstoffene som
messig form. De ytre elektro grunnstoff tiltrukket av inngår i forbindelsen være
nene beveger seg fritt mellom negativt ladete ioner i det ikke-metaller og er ikke
atomene. andre grunnstoffet. I ioniske ioniske. De deler istedet
forbindelser er det ikke mulig elektroner i det ytre skallet
å skille ut ett molekyl av (valenselektroner). Det antall
stoffet. Ioniske forbindelser bindinger et grunnstoff kan
har høyt smelte- og foreta, viser hvor mange va
◄ ► Alle substanser i kokepunkt, er ofte løselige i lenselektroner det har.
universet er dannet av færre vann, men ikke i organiske Molekylære forbindelser er
løsemidler. Ioniske forbindel sjelden løselige i vann, men
enn hundre grunnstoffer, på ser leder elektrisitet i oftere i organiske løsemidler.
samme måte som et barn kan oppløsning eller i smeltet Mange inneholder karbonato-
danne utallige modeller av form. Mange ioniske forbin mer. De fleste brenner lett og
bare noen få byggeklosser. delser blir hydrolysert i vann har relativt lavt koke- og smel
og er gode elektrolytter når tepunkt (mange er i gassform
Materialene er enten grunn de er faste. Alle er fast stoff eller flytende ved romtempe
stoffer, forbindelser eller ved romtemperatur og i ratur). Eksemplene omfatter
blandinger. En forbindelse kan realiteten er ingen brennbare. blant annet vann, alkohol, de
bare brytes ved en kjemisk Eksempler på ioniske forbin fleste organiske forbindelser
delser er metalloksider, som for eksempel sukker, fett
reaksjon, mens en blanding, karbonater og bikarbonater. og oljer.
derimot, kan deles, skilles,
med fysiske metoder.
Tett pakking av metallioner ▲ ► Dersom en betrakter et
stykke rent aluminium
Kubisk flatesentrert gjennom et spesielt elektromi-
kroskop, viser overflaten
ujevnheter og tegn pa en un
derliggende orden (bildet
over). Ved hjelp av et ionemi-
kroskop er det mulig a skjelne
de enkelte atomene i en iridi-
umkrystall (bildet til høyre). De
enkelte atomene ser vi som
svarte rundinger. De grønne
prikkene er nok gassatomer
som ikke er tatt opp i metallet.
< Rene metaller skiller seg fra
andre substanser ved at de
består av tettpakkete rader av
en enkelt type atomer. Det
finnes tre mater kuler av
samme størrelse kan stables
pa, og disse finner vi igjen i
Heksagonalt tetteste metallkrystallene. Aluminium
kulepaknmg og iridium foretrekker den fla-
tesentrerte modellen.
DE KJEMISKE STOFFENES STRUKTUR 7
Metallbinding ◄ Bindingen mellom metallio-
ner er svært forskjellig fra
andre former for kjemisk
binding - alle metallatomer
avgir sine ytre elektroner til
en felles pool. Denne «sjø av
elektroner» forklarer en nøk-
kelegenskap ved metallene -
deres evne til a lede strøm.
Det er denne sjøen, «elek-
tronhavet», som gjør
strømmen av elektroner
gjennom metallet mulig.
Metallisk binding blir dette
kalt, fordi et atom ikke er
spesielt bundet til et
naboatom. Dette er
bakgrunnen for en annen
metallegenskap: Om et
stykke metall omformes fører
det ikke til likt brudd som
ved molekylære og ioniske
substanser. Derfor kan
metaller bøyes, hamres eller
Kan hamres og strekkes dras ut i strenger uten a
brekke. Opptak av atomer fra
et annet metall eller endatil
et ikke-metall, kan endre
metallets fysiske egenskaper
dramatisk fordi det fører til
nye pakkesystemer for
atomene, også kalt atomgit-
terstruktur. Effekten av a
legere et metall kan derfor
bety forandring i glans,
tetthet og motstand mot
korrosjon: Slik kan for
eksempel litt karbon
Metall-legering omforme jern til stal.
Metallbinding og strukturen i metaller ▲ ▼ Frihetsstatuen, 46 meter høy og med en vekt pa 280 tonn,
er laget av 300 kopperplater som har den blågrønne patinaen
Mange stoffer har en krystallinsk struktur, med atomer i et regel
kopperet far nar det blir utsatt for vind og vær. Det er basisk
messig, ordnet system. Blant disse finner vi metallene. Metallenes koppersulfat, CuSO4.3Cu(OH)2. Mens den århundregamle damen
mest typiske egenskaper er tetthet, styrke, ledningsevne for varme altsa var beskyttet utenpå av sin patina, ble hun pa innsiden
angrepet av en annen kjemisk forandring, galvanisk tæring.
og elektrisitet, at de lar seg hamre og er seige (lar seg trekke ut Denne galvaniske tæringen oppsto der hvor kopperplatene kom
i streng). Selv om metaller er dannet av bare ett grunnstoff, skriver i kontakt med jernkonstruksjonen. Lakk og asbest hadde vært
brukt for a isolere mot disse metallene, men i årenes løp ble
egenskapene seg fra den måten atomene bindes sammen på. Ca.
det sakte men sikkert slitt bort. Regnvann trengte inn, og jernet
70 grunnstoffer blir regnet som metaller. rustet raskt pa grunn av den galvaniske reaksjonen. Ved ansikts
Den geometriske strukturen i metaller kan forklares ved den må løftningen pa hundrearsdagen ble damen forsynt med ribben av
rustfritt stal og teflon-isolatorer.
ten kuler av samme størrelse kan pakkes tett sammen på. Det fin
nes tre vanlige strukturer - kubisk romsentrert gitter, heksagonalt
tetteste kulepakning og kubisk flatesentrert eller kubisk tettpak-
ning. Aluminiumatomer (Al) og gullatomer (Au) bruker kubisk fla
tesentrert pakning, og natrium (Na) og vanadium (Va) kubisk rom
sentrert gitter, og magnesium (Mg) og kadmium (Cd) heksagonalt
tetteste kulepakning.
Det har vært antatt at elektronene i kjernen og de nøytrale elek
tronene i metallatomer er ordnet i krystallstrukturer. Disse krystall-
strukturene holdes sammen av en «sjø» av valense-elektroner som
ikke tilhører noe enkelt atom. Dette kan forklare metallenes høye
ledningsevne for varme og elektrisitet. Det forklarer også hvorfor
metaller er seige og lar seg hamre.
En annen teori går ut på at metall består av kjempemolekyler
hvor alle atomorbitalene av en bestemt type går sammen om felles
orbitaler som omfatter hele strukturen. En tenker seg at energien
fra disse felles orbitalene forplanter seg som bånd som overlapper
hverandre. Dette ville kunne forklare den gode ledningsevnen hos
metallgrunnstoffene. Denne «bånd»-teorien blir ofte brukt for å for
klare de elektriske egenskapene hos de halvledende grunnstoffene
som silicium og germanium, grunnstoffer med både metalliske og
ikke-metalliske egenskaper.
8
Fordi bindingene i ioniske substanser som salt er så sterke, blir koke- og smeltepunktene meget høye
◄ Å samle opp sjøvann i ▲ Vanlig salt er natriumklorid,
store flate damanlegg har vært og er et eksempel på en
den vanligste utvinningsmåten ionisk forbindelse. Det består
for salt. Der klimaet er det av et nettverk av positive na-
riktige, blir dette fortsatt triumioner, Na+ og negative
gjort, som her pa Kanariøyene. klorioner, Cl-, hvor ionene er
«Havsalt» er relativt kostbart. plassert i alternative hjørner
Det er identisk med salt fra i stablete kuber. Denne
saltminer. Det ble også strukturen med de stablete
produsert ved solar for kubene maksimerer den elek
dampning for millioner av trostatiske tiltrekningen
år siden. mellom ionene.
Ioniske forbindelser
Noen atomer mister eller mottar elektroner for å danne positivt
ladete ioner (kation) eller negativt ladete ioner (anioner). De bin
dingene som dannes mellom disse typene ioner kan være av helt
elektrostatisk karakter. Slike atomer bytter elektroner og danner
deretter ioner som holdes sammen av en ionisk binding. Bindingen
mellom natrium (Na) og klor (Cl) i natriumklorid eller vanlig salt,
er et eksempel på en ionisk binding. Natrium gir fra seg et av
sine ytre elektroner for å danne natriumkationet (Na+) og klor får
dette elektronet for å danne kloridionet (Q-). Elektrisk tiltrekning
mellom de to binder dem sammen.
Ioniske faste stoffer består av uendelige rekker av positivt og
negativt ladete ioner. Størrelsen på de ionene som danner de ioni
ske faste stoffene, bestemmes for en stor del av geometrien i struk
turen. De mest stabile forbindelsene finner vi der hvor ionene er
i kontakt med hverandre og er symmetrisk bygget opp.
Brytning av røntgenstråler Strukturen i ioniske faste stoffer bestemmes av koordinasjonstal-
let for de positivt og negativt ladete ionene. Koordinasjonstallet
Røntgenfilm er det antall ioner som i tre avstander omgir det sentrale ionet.
I natriumklorid for eksempel er koordinasjonstallet både for natri
um- og kloridionet seks: hvert ion er ordnet i oktoeder rundt det
andre.
Det finnes også andre strukturer i ioniske faste stoffer. I cesium-
kloridkrystaller (CsCl) er koordinasjonstallet både for anion og kat
ion åtte og vi ser en kubisk orden av ioner rundt hverandre. Sink-
— Lag av atomer sulfid (SnS) krystalliserer i to former - sinkblende og wurtzitt -
men i begge tilfeller har anion og kation koordinasjonstallet fire.
er i et krystallinsk Titaniumdioksid (TiO2) og en av blyoksidene (PbO2) krystalliserer
stoff kan lokaliseres ved hjelp
av røntgen. Molekylene eller tned prismestruktur hvor kordinasjonstallet for kationet er seks og
ionene er stablet i fine rader, for anionet tre. Anionene er ordnet i oktaeder rundt kationene
så nar strålene blir brutt i
Krystall atomkjernen, kastes de mens kationene er ordnet trigonalt rundt anionene. De elektrostati
tilbake fra krystallen i samme ske kreftene som binder ioniske faste stoffer sammen er meget ster
vinkel. Analyse av strålen ke, i større grad enn for ioniske væsker. Smelte- og kokepunktene
viser hvor atomene er
røilndteg efonrs tråler Blyskjerm plassert i krystallen. for disse stoffene er derfor høye.
DE KJEMISKE STOFFENES STRUKTUR 9
lonisk binding •4 Natrium er et meget reaktivt ▲ Rene natriumklorid-
metall, og klor er en giftig og krystaller dannes etter samme
etsende gass. Hvis vi tar det system som natrium- og klorid-
ytterste elektronet fra et ionene. Dette mikrogrammet
natriumatom, lader det positivt (pa bildet over) viser at salt
og gir det til et kloratom som krystalliserer kubisk, og
da blir et negativt ladet ion. avslører ogsa at det kan bli
sa blir resultatet av dette at kluss i stablingen av ionene,
de to danner en ionisk slik at biter rives løs fra
binding. Resultatet er natrium- gitteret. Urenheter av denne
klorid. meget lite aktivt og type er oftest arsaken til slike
ufarlig. uregelmessigheter.
Natriumklorid-molekyl (NaCI).
10
Datamodeller har vist seg å være meget gode til å forklare orbitalene i kovalente bindinger
Teorier om kovalent binding
Det har vært brukt to teorier om de typiske egenskapene hos kova-
lente molekyler. Disse er teorien om valensbinding og teorien om
den lineære bindingen mellom atomiske orbitaler (LCAO - Linear
Combination of Atomic Orbitals).
Et molekylorbital likner, men er likevel forskjellig fra et atomor-
bital utgått fra et atom. De bryr seg bare om det ytterste valenselek-
tron i atomene som deltar i den kjemiske bindingen. LCAO-teorien
har vært brukt om mange kovalente bindinger og er blitt et redskap
av stor betydning de siste årene fordi moderne datamaskiner gjør
det mulig å foreta meget kompliserte matematiske utregninger om
elektronaktivitet i molekyler.
Symmetrien i atomiske orbitaler er viktig ved dannelsen av kje A ◄ En av de mest visuelle
misk binding. Bindinger dannes når elektroner har lik energi og måtene a framstille molekyler
som for eksempel vann (H2O)
når symmetri gir maksimum av overlapping mellom atomiske orbi Karbon (C)
pa, er å tenke seg atomene
taler. Ofte, som for eksempel ved karbonatomet i metan, tenker Hydrogen (H) som kuler i sakalte utfylte
man seg at atomorbitaler blandes eller blir hybridisert («utjevnet») modeller. Denne boken følger
Nitrogen (N) et system som svarer til en
for å tilfredsstille de symmetriske kravene som er en forutsetning fargekode (til venstre).
for en ny binding. Oksygen (0) Bindingene mellom atomene
kan ogsa vises med staver i
Molekylorbitaler framkommet ved bruk av LCAO-teorien gir en
Svovel (S) samme fargeskala.
nyttig billedframstilling av dannelsen av kovalente bindinger. En
forbindelse mellom to atomiske orbitaler fører til at det oppstår Klor (Cl)
► Denne presentasjonen av
to sigma-molekylorbitaler. En av dem kalles en bindingsorbital, den Fluor (F) benzenmolekylet viser pi-
andre, som har høyere energi, kalles en ikke-bindingsorbital. Begge orbitalene over og under
orbitalene kan holde på to elektroner. I en enkel sigma-elektronpar- Metaller ringen, hvor elektronene ikke
er bundet til noe enkelt
binding vil elektronene som utgjør bindingen gå inn i sigma-bin- karbonatom.
dings-orbitalen. Sigma-bindinger og antibindinger kan også dannes
Kjemiske diagrammer
når p-atomorbitaler går sammen fordi overlapping og symmetri er
Formelen for en kjemisk forbindelse viser hvor
riktig, og når en p-orbital fra ett atom smelter sammen med et
mange atomer den inneholder, men gir liten informa
s-orbital fra en annen.
sjon om struktur eller arkitektur. Formelen for ioniske
Et pi-molekyl-orbital dannes fra pi-atomorbitalenes laterale over
faste stoffer viser bare de enkleste atomforhold
lapping fra to atomer. Igjen gir en sammenslåing av to pi-atom- innen strukturen, men forteller ikke noe om hvor
orbitaler en bindings og en antibindings molekyl-orbital. Pi-bindin- mange ioner som omgir hvert ion i gitteret. På
gen er ikke like sterk som sigma-typen, og molkylene med pi-bin- samme måte gir formelen for kovalent bundne
dinger er oftest mer reaktive enn de uten dem. molekyler ingen beskjed om geometrien i molekylet.
I benzen (C6H6) gjør blandingen og hydridiseringen av karbon Flere slags molekyldiagrammer kan tenkes å repre
s- og pi-atomorbitaler det mulig med karbon-karbon sigma-binding sentere arkitekturen i molekylene.
Den enkleste typen viser atomene satt sammen
rundt benzenringen, og karbon-hydrogen sigma-bindingen mellom
med rette linjer. Vann (H2O) og hydrogensulfid (H2S)
hvert karbon- og hydrogenatom. Karbon pi-atomorbitaler overlap
er vist på denne måten som lineære molekyler, eller
per lateralt (på tvers) for å gi en sammenhengende og kontinuerlig
mer presist sagt: oksygen- og svovelatomene kan
pi-orbital over og under planet for karbonatom-ringen. Elektroner
bli flyttet på for å vise bindingsvinkelen mellom de
i denne orbitalen er ikke knyttet til noe spesielt par av karbonato- to H-0 og H-S bindingene på 105 og 92 grader.
mer, og kalles delokalisert. Mange bindinger er vist hvor to eller tre linjer er
nødvendige.
Denne framstillingsmåten kan også brukes til å gi
Kovalent binding en ide om hvordan molekylet er bygget opp i tre
dimensjoner. Metan (CH4) og ammoniakk (NH3) kan
tegnes todimensjonalt, men vi vet at i metan omgir
hydrogenatomer karbonatomet i tetraeder, og at
ammomum-molekylet har en trigonal pyramide-
geometri.
For å få vist denne tredimensjonale formen,
brukes kileformete bindinger for å antyde en binding
som peker mot tilskueren og prikkete bindinger som
peker inn i siden.
◄ Dannelsen av molekyler har alltid med «parring» av elektroner
og oppfylling av elektronskall rundt atomene a gjøre. Hva vann
angar (illustrasjonen til venstre) mangler det to elektroner i
skallet, og hvert hydrogenatom mangler ett elektron. Ved at de
slar seg sammen for a danne vann, far bade oksygen og
hydrogen et komplett skall, som tilfellet ogsa er med for
eksempel fluor i F2.
