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Concetti Legame covalente Polarità di legame VSEPR Formule di struttura Legame ionico Legame di coordinazione Legame metallico Legame a idrogeno Tipi di.

Copie: 1
Il legame nelle molecole poliatomiche Formule di struttura… moooolto importante….

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1 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

2 Il Legame chimico Fra due atomi A e B vi è un legame chimico quando esiste fra essi una interazione cosi forte che si possa considerare linsieme AB come qualcosa di unitario. Si tratta di un concetto rispetto alla interazione tra due atomi. Due atomi o ioni possono anche avere energie di interazione molto elevate ma mantenere inalterate le caratteristiche degli atomi A e B. Al contrario, vi sono caso in cui anche interazione molto debole tra gli atomi A e B è comunque sufficiente per creare un insieme AB con caratteristiche molto diverse rispetto a quello degli atomi di partenza Solo grazie al legame chimico ….

3 Il legame covalente Variazione dell'energia potenziale del sistema biatomico AB in funzione della distanza r fra gli atomi : nel caso a si forma il legame chimico, nel caso b non si forma. Energia di legame

4 Il legame di tipo Perché il legame si formi le due devono sovrapporsi con lo stesso segno Maggiore la sovrapposizione, maggiore la energia del legame

5 Il legame di tipo La sovrapposizione tra orbitali atomici di tipo p porta alla formazione di orbitali se la sovrapposizione avviene tra due orbitali che sono lungo lasse di legame Se la sovrapposizione avviene lungo un asse ortogonale allasse di legame, lorbitale è di tipo

6 Il legame nelle molecole biatomiche

7 La polarità del legame chimico Lez

8 Polarità dei legami

9 Elettronegativita Tendenza di un atomo ad attrarre la coppia di elettroni di legame

10 Elettronegativita Mulliken: = k(E I +A) La media tra la Energia di prima ionizzazione e la Affinità elettronica E una proprietà periodica Tanto più sono alte queste energie, tanto maggiore sarà la resistenza di un atomo a perdere elettrone, ovvero la sua tendenza ad acquisirli. Espressa in funzione di un indice arbitrario tra 0 e 4

11 Elettronegativita Puo anche essere calcolata considerando la energia di attrazione di un nucleo sullelettrone di un doppietto di legame, a distanza di legame media Scala di Allred-Rochow

12 Elettronegatiivtà degli elementi

13 Polarità dei legami covalenti Tanto più un atomo è elettronegativo rispetto allaltro, tanto più attira a sé gli elettroni di legame. La densità di carica degli elettroni di legame è maggiore nelle vicinanze dellatomo più elettronegativo.

14 Il legame nelle molecole poliatomiche Formule di struttura… moooolto importante….

15 Il legame nelle molecole poliatomiche CCl 4 CH 4 NH 3 NO 3 - O 3 C n

16 Concetti importanti La regola dellottetto Il VSEPR I Criteri per scrivere le formule di struttura La risonanza La separazione della carica formale

17 Regola dellottetto Ogni atomo tende ad essere circondato da 4 coppie elettroniche Le coppie elettroniche possono indistintamente essere di legame o di non legame Atomi di elementi dal 3° periodo in su, possono essere circondati da piu di 4 coppie elettroniche dal momento che hanno a disposizione anche orbitali d

18 VSEPR Valence shell electron pair repulsion Ciascuna coppia di elettroni che occupa un orbitale della strato piu esterno è O una coppia solitaria O una coppia di legame Ciascuna coppia di considera come se fosse un carica di segno negativo, tutte originanti dallo stesso atomo Queste cariche tenderanno a respingersi, ovvero a distribuirsi nello spazio secondo la massima repulsione

19 VSEPR Massima distanza possibile!

20 VSEPR

21 Struttura delle molecole Le regioni di elevata concentrazione elettronica si respingono a vicenda. Es. : AX n AX 2 BeCl 2 AX 3 BF 3 AX 4 CH 4 AX 5 PCl 5 AX 6 SF 6

22 VSEPR Regola della repulsione: NL-NL > NL-L> L-L A parità di geometria, langolo sarà determinato dalla natura delle coppie elettroniche. Una coppia di NON LEGAME avrà un effetto repulsivo maggiore rispetto ad una coppia di legame

23 VSEPR Regola della repulsione: NL-NL > NL-L> L-L Se le coppie di NON legame si respingono di piu, le coppie di legame sono piu ravvicinate. Pertanto langolo puo variare in funzione del tipo di molecola, a parità di geometria 109,5° 107° 105°

24 Regole… Gli ioni carichi possiedono una formula di struttura come le molecole neutre. Il contro totale degli elettroni si ottiene sommando ANCHE la carica formale dello ione! Es CO 3 2- C=4, O=6 carica=2 Totale 24 elettroni= 12 coppie

25 Regole… CO, CO 2, NO Gli elementi del 2° periodo hanno SOLO 4 orbitali a disposizione nel guscio esterno MAI piu di 4 legami! REGOLA DELLOTTETTO Ogni atomo che utilizza solo orbitali s e p per fare legami tende ad assumere la configurazione elettronica esterna con 8 elettroni

26 Criteri per la scrittura della formule di struttura 1.Conta gli elettroni e quindi il numero di coppie, considerando la eventuale carica 2.Individua latomo centrale 3.Lega gli atomi periferici allatomo centrale con legami singoli 4.Disponi le coppie di non legame sugli atomi periferici sulla base della regola dellottetto 5.Disponi le eventuali coppie rimaste sullatomo centrale 6.Disponi i doppi legami in modo da fare rispettare la regola dellottetto anche per latomo centrale (qualora si tratti di un elemento del secondo periodo) 7. Se intorno allatomo centrale ci sono meno coppie rispetto alla regola dellottetto, TRASFORMARE le coppie di NON legame degli atomi periferici in doppi legami, fino a che anche latomo centrale non arriva allottetto.

27 Criteri per la scrittura della formule di struttura 8.Scrivi tutte le formule di risonanza 9.Verifica la formula utilizzando il criterio della carica formale 10. Conta le coppie elettroniche che gli stanno intorno 11.Individua la geometria della coppie elettroniche 12.Individua la geometria della MOLECOLA Nota: La geometria delle coppie elettroniche dipende dal numero di coppie intorno allatomo centrale La geometria della molecola dipende SOLO dalle coppie di legame

28 Esempi CH 4, NH 3, H 2 O NOTA Anche le coppie di NON legame degli atomi periferici devono essere disposte in modo opportuno

29 Regole… Gli ioni carichi possiedono una formula di struttura come le molecole neutre. Il contro totale degli elettroni si ottiene sommando ANCHE la carica formale dello ione! Es CO 3 2- C=4, O=6 carica=2 Totale 24 elettroni= 12 coppie

30 Regole… Gli atomi dal 3° gruppo in poi hanno a disposizione anche gli orbitali d. Pertanto essi possono avere intorno a se Piu di 4 legami. La regola dellottetto non vale più. Es: PCl 3, PCl 5, XeF 2

31 Risonanza CO 3 2-, NO 3 -, NO 2 - Nota: Utilizzando le regole viste in precedenza si ottengono spesso strutture asimmetriche, ovvero strutture dove atomi uguali hanno un ordine di legame diverso Questo NON corrisponde alla realtà fisica, che si puo misurare sperimentalmente

32 Possibilita di formazione di legami multipli: latome centrale non soddisfa ancora la regola dellottetto. NO O O ] ] _ NO O O ] ] _ Le formule limite hanno uguale disposizione spaziale degli atomi La risonanza: la vera formula molecolare è intermedia fra le formule limite possibili. Le formule limite hanno uguale disposizione spaziale degli atomi ] ] _ NO O O NO O O ] ] _

33 In pratica…. 1.Conta gli elettroni e quindi il numero di coppie 2.Individua latomo centrale 3.Conta le coppie elettroniche che gli stanno intorno 4.Individua la geometria della coppie elettroniche 5.Disponi i legami 6.Individua la geometria della MOLECOLA 7.Distribuisci le coppie eccedenti sugli atomi periferici rispettando la regola dellottetto 8.Distribuisci le coppie eccedenti utilizzando i legami 9.Tutti gli atomi della molecola devono rispettare la regola dellottetto (tranne quelli del 3 periodo..) 10. Scrivere tutte le possibili formule di risonanza

34 Formule limiti NON equivalenti Se le formule limiti sono equivalenti (Es: NO 3 - ) esse contribuiscono nello stesso modo alla descrizione della struttura molecolare Se esse NON sono equivalenti, esse contribuiranno DIVERSAMENTE alla descrizione della struttura molecolare. Le formule ad ENERGIA PIU BASSA sono quelle che contribuiranno di piu Es: 2 formule limite dove una contribuisce al 80% e laltra al 20%. E come se la molecola avesse per 80% del tempo la struttura A e per il 20% la struttura B.

35 Il contributo relativo delle formule limite alla descrizione della struttura molecolare La formula limite con minore separazione di carica formale è quella a minore energia, è cioè la più stabile e contribuisce di più alla descrizione della formula vera del composto NO O O ] ] _ 0 +1 La carica formale su un atomo è data dalla differenza fra il numero di elettroni dellatomo libero e quello attribuitogli formalmente in una formula di struttura La somma delle cariche formali deve essere uguale alla carica della molecola

36 NO O O ] ] _ ] ] _ NO O O NO O O ] ] _ Per lo ione nitrato tutte queste formule limite contribuiscono ugualmente alla descrizione della molecola reale, infatti, hanno tutte la stessa separazione di carica formale

37 Minore separazione delle cariche formali NON NON Formula più favorita avendo carica formale negativa sullatomo più elettronegativo NON -2+1 Formula più sfavorita avendo maggiore separazione di carica formale Es: N 2 O


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