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1Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010.

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1 1Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

2 Valitutti, Tifi, Gentile Esploriamo la chimica Seconda edizione di Chimica: molecole in movimento

3 3 Capitolo 11 1.La forma delle molecole 2.La teoria VSEPR 3.Molecole polari e apolari 4.Le forze intermolecolari 5.Legami a confronto Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

4 4 Capitolo 7 Le particelle dellatomo 4.La classificazione dei solidi 5.Le proprietà intensive dello stato liquido Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010

5 5 1. La forma delle molecole Molte proprietà delle sostanze dipendono dalla forma delle loro molecole. I moderni mezzi di indagine hanno messo in evidenza che in una molecola gli atomi sono disposti in rapporti geometrici particolari che conferiscono alle sostanze le loro proprietà peculiari.

6 6Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La forma delle molecole Ciò che definisce la geometria di una molecola è langolo di legame, ovvero langolo formato dagli assi congiungenti i nuclei degli atomi che si legano.

7 7Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La teoria VSEPR La teoria VSEPR (Valence Shell Electron-Pair Repulsion) è detta teoria della repulsione delle coppie di elettroni del guscio di valenza.

8 8Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La teoria VSEPR I principi fondamentali della teoria VSEPR sono la disposizione degli atomi in una molecola dipende dal numero totale di coppie elettroniche di valenza che circondano latomo centrale; le coppie elettroniche, avendo uguale segno, si respingono e si collocano alla maggiore distanza possibile le une dalle altre.

9 9Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La teoria VSEPR In base al numero di coppie elettroniche intorno allatomo centrale si ha che due coppie individuano una geometria lineare con angoli di 180°; tre coppie determinano un assetto triangolare equilatero con angoli di 120°; quattro coppie individuano una geometria tetraedrica con angoli di 109,5°.

10 10Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La teoria VSEPR

11 11Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La teoria VSEPR Le coppie di elettroni liberi hanno un comportamento simile a quello delle coppie condivise, ma la repulsione tra coppie elettroniche libere è maggiore di quella tra coppie elettroniche condivise.

12 12Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La teoria VSEPR Nel caso di coppie elettroniche libere, la forma della molecola tiene conto anche del doppietto elettronico. I legami covalenti doppi e tripli valgono come un legame singolo ai fini della geometria molecolare.

13 13Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La teoria VSEPR

14 14Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Molecole polari e apolari La polarità di una molecola dipende anche dalla geometria della molecola, cioè dalla disposizione nello spazio dei suoi legami.

15 15Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Molecole polari e apolari

16 16Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Molecole polari e apolari Una molecola è polare se la somma dei momenti dipolari di tutti i suoi legami è diversa da zero.

17 17Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Molecole polari e apolari La polarità delle molecole determina la solubilità della sostanza nei diversi solventi.

18 18Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Molecole polari e apolari I solventi sciolgono le sostanze che hanno polarità simile: solventi polari sciolgono sostanze polari, solventi apolari solubilizzano sostanze apolari.

19 19Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le forze intermolecolari Le forze intermolecolari sono forze di natura elettrostatica che mantengono le molecole vicine tra loro. Si conoscono due tipi di legami intermolecolari 1. forze dipolo-dipolo e di London; 2. legame a idrogeno.

20 20Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le forze intermolecolari Le forze dipolo-dipolo sono forze di attrazione tra dipoli, in qualsiasi stato fisico si trovino. I legami elettrostatici tra dipoli permanenti sono chiamati forze dipolo-dipolo. Le forze di London sono dovute allattrazione tra i dipoli temporanei di molecole vicine.

21 21Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le forze intermolecolari Il legame a idrogeno è una forza attrattiva che si instaura tra molecole che contengono un atomo di idrogeno legato covalentemente a un atomo piccolo, molto elettronegativo e con una coppia elettronica libera (N, O, F).

22 22Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le forze intermolecolari Il legame a idrogeno è la più grande forza attrattiva intermolecolare ma è circa 10 volte più debole di un legame covalente.

23 23Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le forze intermolecolari Le proprietà dellacqua dipendono dal legame a idrogeno. Il legame a idrogeno influisce sulle proprietà fisiche delle sostanze che lo contengono.

24 24Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Legami a confronto La forza di legame è legata allenergia necessaria per allontanare particelle legate tra loro.

25 25Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Legami a confronto La scala di energia dei legami atomici è assai diversa da quella delle forze intermolecolari.

26 26Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La classificazione dei solidi Le proprietà macroscopiche della materia dipendono dalle interazioni fra particelle microscopiche che la costituiscono. I solidi vengono classificati in base al tipo di legame che aggrega le unità costitutive.

27 27Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La classificazione dei solidi I solidi cristallini hanno una dispozsizione interna regolare di atomi, molecole e ioni. Essi possono essere ionici; reticolari; molecolari; metallici.

28 28Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La classificazione dei solidi I cristalli ionici si formano in virtù dellattrazione fra ioni con carica opposta. Sono fragili, presentano elevata temperatura di fusione, conducono elettricità allo stato fuso e in soluzione acquosa.

29 29Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La classificazione dei solidi

30 30Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La classificazione dei solidi I cristalli covalenti o solidi reticolari si formano grazie a una rete tridimensionale di legami covalenti fra gli atomi. Sono duri, hanno temperatura di fusione elevata, non conducono elettricità e non sono solubili in acqua.

31 31Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La classificazione dei solidi I cristalli molecolari apolari sono costituiti da molecole apolari tenute insieme da forze di Van der Waals. Sono solidi a bassissime temperature, quasi mai a temperatura ambiente, sono solubili in solventi apolari e non in acqua.

32 32Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La classificazione dei solidi I cristalli molecolari polari sono costituiti da molecole polari che si attraggono con legami dipolo-dipolo o legami a idrogeno. Hanno basse temperature di fusione, non conducono elettricità nonostante siano solubili in acqua.

33 33Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La classificazione dei solidi I cristalli metallici sono costituiti da atomi legati con legame metallico. Sono duttili, malleabili, conducono elettricità e calore.

34 34Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore La classificazione dei solidi Le leghe sono soluzioni di più metalli allo stato solido.

35 35Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le proprietà intensive dello stato liquido Le molecole dei liquidi sono molto mobili e incomprimibili. Molte proprietà dei liquidi dipendono dalla natura delle forze intermolecolari che agiscono nella sostanza.

36 36Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le proprietà intensive dello stato liquido La tensione di vapore è la pressione esercitata dalle molecole che evaporano da un liquido in un recipiente chiuso quando velocità di evaporazione e di condensazione si uguagliano.

37 37Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le proprietà intensive dello stato liquido La tensione di vapore è tanto più alta quanto più è elevata la temperatura. A parità di temperatura, la facilità con cui le molecole sfuggono dal proprio liquido dipende dallintensità delle loro forze attrattive. I liquidi che hanno unelevata tensione di vapore si dicono volatili.

38 38Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le proprietà intensive dello stato liquido La tensione superficiale di un liquido è lenergia necessaria per far aumentare di ununità la sua area superficiale.

39 39Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le proprietà intensive dello stato liquido La tensione superficiale diminuisce allaumentare della temperatura perché lagitazione termica delle molecole attenua i legami intermolecolari. La presenza di tensioattivi diminuisce la tensione superficiale.

40 40Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le proprietà intensive dello stato liquido La capillarità è un fenomeno che provoca linnalzamento o labbassamento del livello di un liquido allinterno di un capillare.

41 41Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore Le proprietà intensive dello stato liquido La viscosità, cioè la resistenza alla scorrimento, è dovuta alla forza di attrazione intermolecolare tra le lamine liquide.


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