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Geometria molecolare e polarità delle molecole IMPORTANTE!!

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Presentazione sul tema: "Geometria molecolare e polarità delle molecole IMPORTANTE!!"— Transcript della presentazione:

1 Geometria molecolare e polarità delle molecole IMPORTANTE!!

2 Concetti Legame covalente Polarità di legame VSEPR Formule di struttura Legame ionico Legame di coordinazione Legame metallico Legame a idrogeno Tipi di legame e ordine di legame

3 Energia di legame Energia necessaria per rompere il legame Poiché una molecola STABILE ha energia negativa rispetto allo zero dato da A e B isolati, la energia di legame è sempre positiva AB (g) A(g) + B(g)

4 Legame covalente polare vs. legame ionico La polarità del legame aumenta all’aumentare della differenza di elettronegatività Quando la differenza diventa molto grande (ca  2) la coppia elettronica di legame si considera completamente localizzata sull’atomo a maggiore elettronegatività Il legame diventa un legame ionico

5 Il legame ionico E pot= k c (Q A Q B /r)

6 Il legame ionico E pot= k c (Q A Q B /r) INTERAZIONE COULOMBIANA NON DIREZIONALE!!

7 Il legame ionico E pot= k c (Q A Q B /r) NON CI SONO ELETTRONI IMPLICATI NEL LEGAME

8 Reticolo cristallino NaCl (s) Na+(g) + Cl-(g) Un sistema di Na ioni positivi e di Na ioni negativi organizzato in un reticolo cristallino è piu’ stabile rispetto a Na coppie isolate di ioni

9 Energia di dissociazione ed energia reticolare NaCl (s) Na + (g) + Cl - (g) 768 kJ E pot= k c N a M (Q A Q B /r) 867 kJ

10 Il legame ionico Il legame ionico è la risultante delle interazioni elettrostatiche fra gli ioni estese a tutto il cristallo

11 Il legame ionico In questa figura i “legami” NON esistono. Sono riportati solo per apprezzare i numeri di coordinazione di Li + O 2-, ma NON SONO Coppie di Lewis NOTA BENE!!

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13 Concetti Legame covalente Polarità di legame VSEPR Formule di struttura Legame ionico Legame di coordinazione Legame metallico Legame a idrogeno Tipi di legame e ordine di legame

14 I composti di coordinazione Si è definito composto di coordinazione un composto in cui l'atomo centrale forma un numero di legami maggiore del suo numero di ossidazione quando esso sia maggiore o uguale a 0.

15 Composto di coordinazione Il metallo mette a disposizione orbitali vuoti Il legante mette a disposizione una coppia elettronica e un orbitale Sono legami molto polari, e la polarizzazione è diretta verso l’atomo che mette in compartecipazione la coppia elettronica= atomo donatore

16 Esempi di leganti

17 Concetti Legame covalente Polarità di legame VSEPR Formule di struttura Legame ionico Legame di coordinazione Legame metallico Legame a idrogeno Tipi di legame e ordine di legame

18 Metalli e non metalli Si definiscono metalli quegli elementi che hanno un numero di elettroni esterni inferiori ed in qualche caso uguale,a quello degli orbitali esterni s e p, e che hanno una energia di ionizzazione relativamente bassa. Il passaggio dai metalli ai non metalli avviene con gradualita' lungo ciascun gruppo e periodo e quindi non e' possibile stabilire una distinzione netta fra essi. Tuttavia i metalli hanno delle proprieta' comuni anche se possedute in grado diverso. Quelle principali sono: conducibilita' termica ed elettrica, strutture cristalline compatte, malleabilita' e duttilita'. I metalli hanno energia di ionizzazione relativamente bassa.

19 Raffigurazione schematica del legame nei metalli: Raffigurazione schematica del legame nei metalli: reticolo di cationi immersi in un “mare” di elettroni mobili Elettroni mobili I legami sono delocalizzati nell’intero cristallo e gli elettroni di valenza non sono legati ad un particolare atomo ma possono muoversi liberamente da un atomo all’altro

20 I legami che abbiamo visto Legame covalente omopolare Legame covalente polare Legame ionico Legame di coordinazione Legame metallico Legame a idrogeno Il legame a idrogeno rientra tra le interazioni intermolecolari e sarà discusso nel capitolo successivo NON VUOL DIRE CHE ABBIA MINORE IMPORTANZA!!!

21 Le forze intermolecolari Interazioni di Van der Waals Interazioni deboli Forze di London Legame a idrogeno

22 Dipolo elettrico  =Qd  =0  >0  > > 0

23 Dipolo elettrico  =Qd Ogni volta che ho un legame covalente tra due atomi con elettronegatività diversa, Ottengo un dipolo elettrico. Si tratta di un dipolo permanente

24 Dipolo istantaneo

25 Dipolo indotto h  dipende dalla energia di ionizzazione  polarizzabilità r  separazione di carica 75 J -1 vs Jmol -1  =aE

26 Polarizzabilità Misura la facilità con la quale la nube elettronica puo’ venire distorta, per esempio dalla presenza di un campo elettrico o di un altro dipolo Dipende dalla forza con cui gli elettroni esterni sono vincolati al nucleo. Maggiore l’energia di ionizzazione, minore la polarizzabilità

27 Le molecole polari e l’interazione per orientazione Le molecole polari si attraggono reciprocamente per effetto dei loro dipoli in modo da rendere massima l’interazione dipolo-dipolo, detta anche interazione per orientazione U attr  -  /d 6 Deboli interazioni a corto raggio dovute alla presenza di dipoli elettrici istantanei rendono conto delle attrazioni fra molecole

28 Geometria molecolare e polarità delle molecole IMPORTANTE!!

29 Interazione per orientazione

30 Interazione per induzione Il dipolo permanente di una molecola induce su un’altra molecola, polare o non polare, un dipolo, chiamato indotto. Esiste una attrazione fra dipolo permanente e dipolo indotto.

31 Forze di interazione di van der Waals Le interazioni fra dipoli reciprocamente indotti, quelle per orientazione e quelle per induzione sono raggruppate sotto il termine generico di forze di interazione di van der Waals

32 Contributo % delle varie forze di van der Waals al legame intermolecolare  (x Cm)  (x m 3 ) Orient. % Disp. % Induz. % CO HCl HBr HI NH H2OH2O

33 Interazioni di VdW e proprietà fisiche La temperatura di ebollizione è un indice della forze intermolecolari. Tanto esse sono maggiori tanto piu’ il composto tende ad avere alta T eb Dipende dallaPolarizzabilità!

34 Interazioni di VdW e proprietà fisiche Esse aumentano anche all’aumentare della complessità della molecola

35 CONCETTI Dipolo permanente Dipolo istantaneo Dipolo indotto Polarizzabilità FORZE INTERMOLECOLARI Interazione per induzione Interazione per orientazione Interazioni di VdW e proprietà fisiche Interazioni di VdW e tabella periodica

36 Legame a idrogeno

37 Legame a ponte di idrogeno Il legame di idrogeno si instaura fra un atomo di idrogeno legato a un atomo molto elettronegativo e una coppia solitaria dell’atomo molto elettronegativo appartenente a un’altra molecola O H H O H H

38 Legame a ponte di idrogeno

39 Natura elettrostatica? Legame direzionale Solo con O, N, F, in sistemi biologici anche con S Piu’ forte delle forze di VdW, ma un ordine di grandezza piu’ piccolo dei legami covalenti kJ mol -1 Esiste una densità elettronica tra i due atomi, NON è uguale al legame ionico! E’ assimilabile ad un debole legame chimico

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