GridOverlay.png
MoleculeTracer.png
Chemical BondingChemical Bonding
Chapter 6Chapter 6
Sections 1, 2, and 5Sections 1, 2, and 5
GridOverlay.png
Chemical Bonds
A chemical bond is the mutual electrical attractionbetween the nuclei and valence electrons ofdifferent atoms that bind the atoms together
Noble gases tend not to do this because of their filleds and p orbitals.
They have a stable octetouter s and p orbitals arecompletely filled with e-s ( 8 total)
GridOverlay.png
Chemical Bonds
Atoms that dont have a stable octet are morereactive because their potential energy is higher.They become more stable by decreasing theirpotential energy.
Octet Rule: chemical compounds tend to form so thateach atom has an octet of e-s in its highestoccupied energy level
How to do this? Gain , lose or share electrons betweenatoms
GridOverlay.png
Chemical Bonds
By forming a chemical bonds, atoms gain stability!
Chemical changes always involve energy
What type of bonds can be formed?
Ionic bond
Covalent bond
Nonpolar covalent
Polar covalent
GridOverlay.png
Chemical Bonds
Ionic bonding: bonds that result from electricalattractions between cations and anions
Covalent bonding: sharing of electron pairs between 2 ormore atoms
*** In reality, bonding is often somewhere between thetwo extremes***
GridOverlay.png
Two types of Covalent Bonds
Nonpolar –covalent: equal sharing of electron pairs
Polar-covalent: unequal attraction for the sharedelectrons
GridOverlay.png
How can we determine the type of bond?
Knowing how strong an atoms ability is to attractelectrons (aka electronegativity), helps usdetermine if it will form a ionic or covalent bondwith another atom.
A large difference in E.N. between atoms will result inan ionic bond
A small difference between atoms will result in aform of covalent bonding
GridOverlay.png
Nonpolar
Covalent
share e-
Polar Covalent
partial transfer of e-
Ionic
transfer e-
Increasing difference in electronegativity
What type of Bond is it?
ElectronegativityDifference
Bond Type
 0 to 0.3
Nonpolar Covalent
0.4 to 1.7
Polar Covalent
 1.7
Ionic
GridOverlay.png
Do you see any trends?
metal and nonmetal tend to form ionic compounds
Nonmetal and nonmetal tend to form polar-covalent ornonpolar- covalent compounds
GridOverlay.png
cha56011_0904
H
F
F
H
Polar covalent bond or polar bond :
covalent bond with greater electron densityaround one of the two atoms
electron rich
region
electron poor
region
e- rich
e- poor
+
-
GridOverlay.png
GridOverlay.png
Classify the following bonds as ionic, polarcovalent,or covalent:
Cs – 0.7
Cl – 3.0
3.0 – 0.7 = 2.3
Ionic
H – 2.1
S – 2.5
2.5 – 2.1 = 0.4
Polar Covalent
N – 3.0
N – 3.0
3.0 – 3.0 = 0
Nonpolar
Covalent
CsCl
H2S
N2
GridOverlay.png
Properties of MolecularCovalent  CompoundsProperties of MolecularCovalent  Compounds
Not very soluble in waterNot very soluble in water
Do not conduct electricityDo not conduct electricity
Low melting pointsLow melting points
Low boiling pointsLow boiling points
Can be solids, liquids and gases at room temperatureCan be solids, liquids and gases at room temperature
GridOverlay.png
Comparison of Ionic and Covalent Compounds
GridOverlay.png
Types of Crystals
GridOverlay.png
Lewis StructuresLewis Structures
GridOverlay.png
Review:What are valence electrons?Review:What are valence electrons?
Lewis Dot DiagramsLewis Dot Diagrams
an electron-configuration notation with only the valenceelectrons of an element are shown, indicated by dotsplaced around the elementsymbol.an electron-configuration notation with only the valenceelectrons of an element are shown, indicated by dotsplaced around the elementsymbol.
the inner core electrons are not shown.the inner core electrons are not shown.
GridOverlay.png
GridOverlay.png
Eight electrons in the valence shell (filling s and porbitals) make an atom STABLE
s2p6
This is called the octet rule
The Octet Rule
Bond formation follows the octet rule:  Chemicalcompounds tend to form so that each atom:
  by gaining, losing, or sharing electrons, has an octetof electrons in its valence energy level.
GridOverlay.png
Lewis Structures for Compounds
The pair of dots between two symbolsrepresents the shared pair of a covalent bond.
Each fluorine atom is surrounded by three pairsof electrons that are not shared in bonds.
An unshared pair, also called a lone pair, is a pairof electrons that is not involved in bonding andthat belongs exclusively to one atom.
GridOverlay.png
Lewis Structures
The pair of dots representing a shared pair ofelectrons in a covalent bond is often replaced bylong dash.
GridOverlay.png
covalent bond : is a chemical bond in whichtwo or more electrons are shared by twoatoms.
Why should two atoms share electrons?
F
F
+
7e-
7e-
F
F
8e-
8e-
F
F
F
F
Lewis structure of F2
lone pairs
lone pairs
lone pairs
lone pairs
single covalent bond
single covalent bond
GridOverlay.png
Multiple Covalent Bonds
double covalent bond or double bond :
covalent bond in which two pairs of electronsare shared between two atoms
shown by two side-by-side pairs of dots or bytwo parallel dashes
GridOverlay.png
Multiple Covalent Bonds
triple covalent bond or triple bond :
covalent bond in which three pairs of electronsare shared between two atoms.
GridOverlay.png
8e-
H
H
O
+
+
O
H
H
O
H
H
or
2e-
2e-
Single Bond – two atoms share one pair of electrons
Double Bond – two atoms share two pairs of electrons
single covalent bonds
O
C
O
or
O
C
O
8e-
8e-
8e-
double bonds
double bonds
Triple Bond – two atoms share three pairs of electrons
N
N
8e-
8e-
N
N
triple bond
triple bond
or
GridOverlay.png
C:\Chang Powerpoint\Figures\cng7ch09\cha56011_0903L.jpeg
BondType
BondLength
(pm)
C-C
154
CC
133
CC
120
C-N
143
CN
138
CN
116
Lengths of Covalent Bonds
Bond Lengths
Triple bond < Double Bond < Single Bond
GridOverlay.png
1.Draw skeletal structure of compound showingwhat atoms are bonded to each other.  Put leastelectronegative element in the center.
2.Count total number of valence e-.  Add 1 foreach negative charge.  Subtract 1 for eachpositive charge.
3.Complete an octet for all atoms excepthydrogen
4.If structure contains too many electrons, formdouble and triple bonds on central atom asneeded.
Writing Lewis Structures
GridOverlay.png
C:\Chang Powerpoint\Figures\cng7ch09\cha56011_ma0903.jpeg
Write the Lewis structure of nitrogen trifluoride (NF3).
Step 1 – N is less electronegative than F, put N in center
F
N
F
F
Step 2 – Count valence electrons  N - 5 (2s22p3) and F - 7 (2s22p5)
5 + (3 x 7) = 26 valence electrons
Step 3 – Draw single bonds between N and F atoms and complete
               octets on N and F atoms.
Step 4 -  Check, are # of e- in structure equal to number of valence e?
3 single bonds (3x2) + 10 lone pairs (10x2) = 26 valence electrons
GridOverlay.png
Write the Lewis structure of the carbonate ion (CO32-).
Step 1 – C is less electronegative than O, put C in center
O
C
O
O
Step 2 – Count valence electrons  C - 4 (2s22p2) and O - 6 (2s22p4)
  -2 charge – 2e-
4 + (3 x 6) + 2 = 24 valence electrons
Step 3 – Draw single bonds between C and O atoms and complete
               octet on C and O atoms.
Step 4 -  Check, are # of e- in structure equal to number of valence e?
3 single bonds (3x2) + 10 lone pairs (10x2) = 26 valence electrons
Step 5 -  Too many electrons, form double bond and re-check # of e-
2 single bonds (2x2) =   4
1 double bond =   4
8 lone pairs (8x2) = 16
Total = 24
GridOverlay.png
resonance structure: one of two or more Lewis structures fora single molecule can be drawn to represent a molecule
O
O
O
+
-
O
O
O
+
-
O
C
O
O
-
-
O
C
O
O
-
-
O
C
O
O
-
-
What are the resonance structures of the
carbonate (CO32-) ion?
cha56011_ma0905
GridOverlay.png
Exceptions to the Octet Rule
The Incomplete Octet
H
H
Be
Be – 2e-
2H – 2x1e-
4e-
BeH2
BF3
B – 3e-
3F – 3x7e-
24e-
F
B
F
F
3 single bonds (3x2) =   6
9 lone pairs (9x2) = 18
Total = 24
GridOverlay.png
Exceptions to the Octet Rule
Odd-Electron Molecules
N – 5e-
O – 6e-
11e-
NO
N
O
The Expanded Octet (central atom with principal quantum number n > 2)
SF6
S – 6e-
6F – 42e-
48e-
S
F
F
F
F
F
F
6 single bonds (6x2) = 12
18 lone pairs (18x2) = 36
Total = 48
GridOverlay.png
MoleculeTracer.png
Molecular GeometryMolecular Geometry
Chapter 6.5Chapter 6.5
GridOverlay.png
VSEPR THEORYVSEPR THEORY
Lewis Dot Diagrams are 2D but we live in 3D world.Lewis Dot Diagrams are 2D but we live in 3D world.
How are molecules actually arranged??How are molecules actually arranged??
Follows the Valance Shell Electron Pair Repulsion Theory orVSEPRFollows the Valance Shell Electron Pair Repulsion Theory orVSEPR
GridOverlay.png
AB2  –  LinearAB2  –  Linear
Number of SurroundAtoms
Number of Lone Pairs
Bond Angle
2
0
180˚
Cl
Cl
Be
GridOverlay.png
AB3  –  Trigonal PlanarAB3  –  Trigonal Planar
Number of SurroundAtoms
Number of Lone Pairs
Bond Angle
3
0
120˚
GridOverlay.png
AB2E1  –  BentAB2E1  –  Bent
Number of SurroundAtoms
Number of Lone Pairs
Bond Angle
2
1
<120˚
vsepr theory.jpg
GridOverlay.png
AB4  –  TetrahedralAB4  –  Tetrahedral
Number of SurroundAtoms
Number of Lone Pairs
Bond Angle
4
0
109.5˚
GridOverlay.png
AB3E1  –  TrigonalPyramidalAB3E1  –  TrigonalPyramidal
Number of SurroundAtoms
Number of Lone Pairs
Bond Angle
3
1
107˚
vsepr theory.jpg
GridOverlay.png
AB2E2  –  BentAB2E2  –  Bent
Number of SurroundAtoms
Number of Lone Pairs
Bond Angle
2
2
104.5˚
vsepr theory.jpg
GridOverlay.png
Predicting MolecularGeometryPredicting MolecularGeometry
1.Draw Lewis structure for molecule.
2.Count number of lone pairs on the central atom andnumber of atoms bonded to the central atom.
3.Use VSEPR to predict the geometry of the molecule.
What are the molecular geometries of SO2 and SF4?
S
O
O
AB2E
bent
S
F
F
F
F
AB4E
distorted
tetrahedron
GridOverlay.png
C:\Chang Powerpoint\Figures\cng7ch09\cha56011_0904.jpeg
H
F
electron rich
region
electron poor
region


The electronegativity of an atom willcreate dipole, or polar molecule.The electronegativity of an atom willcreate dipole, or polar molecule.
GridOverlay.png
Which of the following molecules have a dipole moment?
H2O, CO2, SO2, and CH4
O
H
H
dipole moment
polar molecule
S
O
O
C
O
O
no dipole moment
nonpolar molecule
dipole moment
polar molecule
C
H
H
H
H
no dipole moment
nonpolar molecule
GridOverlay.png
Intermolecular forces: attractive forcesbetween molecules.
Intramolecular forces: hold atoms together,attractive forces within a molecule.
Generally, intermolecular forces are muchweaker than intramolecular forces.
BD06107_
Zumdahl14_02
GridOverlay.png
Properties of IonicCompoundsProperties of IonicCompounds
Combination of ions (cation/anion)Combination of ions (cation/anion)
Hard and BrittleHard and Brittle
Tightly packed solids in crystal latticeTightly packed solids in crystal lattice
Usually soluble in waterUsually soluble in water
Conducts electricity when dissolvedConducts electricity when dissolved
High melting pointsHigh melting points
GridOverlay.png
Breaking Ionic BondsBreaking Ionic Bonds
Ionic Bonds are very tightly boundIonic Bonds are very tightly bound
positive and negative attractionpositive and negative attraction
LOT of energy needs to be put in to break an ionic bondLOT of energy needs to be put in to break an ionic bond
How does this affect the melting point?How does this affect the melting point?