Legame chimico.

Presentazione sul tema: "Legame chimico."— Transcript della presentazione:

1 legame chimico

2 Fra due atomi di idrogeno agiscono forze repulsive ed attrative.
a) repulsione fra elettroni b b) repulsione fra nuclei c) attrazione fra protone ed elettrone di atomi diversi c e- + e- +

3 I due atomi di idrogeno si pongono alla distanza per cui è minimo
il valore di energia potenziale del sistema : 74 pm Energia (kJ.mole-1) 74 pm distanza fra i nuclei energia del legame H-H (458.1 kJ.mole-1) -458,1

4 Nella molecola di idrogeno la distanza fra i due nuclei è minore della somma dei due raggi atomici
53 pm 53 pm 74 pm

5 orbitali 1s orbitale s H H

6 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 1 H 2 He 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne
1s 2 He 1s2 3 Li 2s 4 Be 2s2 5 B 2s2p 6 C 2s2p2 7 N 2s2p3 8 O 2s2p4 9 F 2s2p5 10 Ne 2s2p6 11 Na 3s 12 Mg 3s2 13 Al 3s2p 14 Si 3s2p2 15 P 3s2p3 16 S 3s2p4 17 Cl 3s2p5 18 Ar 3s2p6 19 K 4s 20 Ca 4s2 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 32 Ge 4s2p2 33 As 4s2p3 34 Se 4s2p4 35 Br 4s2p5 36 Kr 4s2p6 37 Rb 5s 38 Sr 5s2 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 49 In 5s2p 50 Sn 5s2p2 51 Sb 5s2p3 52 Te 5s2p4 53 I 5s2p5 54 Xe 5s2p6

7 Cl + Cl Cl2 y z x y z x y z Orbitale s 200 pm 243 kJ/mole

8 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 1 H 2 He 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne
1s 2 He 1s2 3 Li 2s 4 Be 2s2 5 B 2s2p 6 C 2s2p2 7 N 2s2p3 8 O 2s2p4 9 F 2s2p5 10 Ne 2s2p6 11 Na 3s 12 Mg 3s2 13 Al 3s2p 14 Si 3s2p2 15 P 3s2p3 16 S 3s2p4 17 Cl 3s2p5 18 Ar 3s2p6 19 K 4s 20 Ca 4s2 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 32 Ge 4s2p2 33 As 4s2p3 34 Se 4s2p4 35 Br 4s2p5 36 Kr 4s2p6 37 Rb 5s 38 Sr 5s2 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 49 In 5s2p 50 Sn 5s2p2 51 Sb 5s2p3 52 Te 5s2p4 53 I 5s2p5 54 Xe 5s2p6

9 N + N N2 Per sovrapposizione dei tre orbitali p si formano tre
y y x z Per sovrapposizione dei tre orbitali p si formano tre orbitali molecolari: un orbitale s e due orbitali p

10 N2 x x orbitale s z z z z x x orbitale p xz xy x x orbitale p y y y y

11 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 1 H 2 He 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne
1s 2 He 1s2 3 Li 2s 4 Be 2s2 5 B 2s2p 6 C 2s2p2 7 N 2s2p3 8 O 2s2p4 9 F 2s2p5 10 Ne 2s2p6 11 Na 3s 12 Mg 3s2 13 Al 3s2p 14 Si 3s2p2 15 P 3s2p3 16 S 3s2p4 17 Cl 3s2p5 18 Ar 3s2p6 19 K 4s 20 Ca 4s2 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 32 Ge 4s2p2 33 As 4s2p3 34 Se 4s2p4 35 Br 4s2p5 36 Kr 4s2p6 37 Rb 5s 38 Sr 5s2 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 49 In 5s2p 50 Sn 5s2p2 51 Sb 5s2p3 52 Te 5s2p4 53 I 5s2p5 54 Xe 5s2p6

12 H + Cl HCl z y x H Cl z x y 127 pm 420 kJ/mole

13 z y x H Cl d+ d- Gli elettroni dell'orbitale  dell'HCl sono più vicini al nucleo dell'atomo di cloro che a quello dell'atomo di idrogeno perché il cloro è più elettronegativo (En=3.0) dell'idrogeno (En=2.1)

14 Scala delle elettronegatività
H 2,1 Li 1,0 Na K 0,9 Rb Cs 0,8 Fr Be 1,5 Mg 1,2 Ca Sr Ba Ra B 2,0 Al Sc 1,3 Ac 1,1 Ti 1,4 V Cr 1,6 Mn Fe 1,7 Co Ni 1,8 Cu Zn Ga In Tl C 2,5 Si Ge 1,9 Sn Pb N 3,0 P As Sb Bi O 3,5 S Se 2,4 Te Po F 4,0 Cl Br 2,8 I At Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Scala delle elettronegatività

15 H2O

16 O Z=8 z 1 2 1s2, 2s2p4 x y

17 2H + O  H2O z y x H O H O repulsione z y x O H ibridazione

18 O l simbolo: Z = 8 elemento: ossigeno
L'orbitale s ed i tre orbitali p si ibridizzano formando quattro orbitali sp3 n 1 2 3 4 5 l

19 Ibridazione sp3 degli orbitali dell'ossigeno

20 O Nell’acqua si ha ibridazione sp3 degli orbitali di valenza
dell’ossigeno O H H

21 d- O m H H d+ d+

22 3 H + N  NH3

23 N z Z = 7 H 1 2 N H x H y NH3 repulsione

24 NH3 z H N H x H ibridazione y N repulsione H H H

25 N l simbolo: Z = 7 elemento: azoto
Nell’ammoniaca, l'orbitale s ed i tre orbitali p dell’azoto si ibridizzano originando quattro orbitali sp3 l n 1 2 3 1 2 3 4 5

26 Nell’ammoniaca si ha ibridazione sp3
degli orbitali di valenza dell’azoto H N

27 sp3 CH4 (metano) C a promozione ibridazione sp3 s px py pz s px py pz

28 sp2 H H C C H H C2H4 (etene) p H H s H H promozione ibridazione
s px py pz s px py pz pz sp2 sp2 p H H s H xy xy H

29 sp2 BCl3 B Cl Cl Cl xy promozione ibridazione s px py pz s px py pz pz

30 Ibridazione sp degli orbitali del Carbonio
promozione ibridazione py pz s px py pz s px py pz sp

31 Ibridazione sp p C C p O C O s H-CC-H xz s H H sp sp O=C=O xy p p xz

32 legame dativo Cl2O Cl2O3 Cl2O5 Cl2O7

33 Cl O Cl Cl Cl O Ossido di dicloro

34 : : : : O Cl O Cl O : : Cl Cl O O O Triossido di dicloro

35 O Assumendo questa configurazione elettronica, l’ossigeno può ricevere
un lone pair dal cloro

36 O Cl O Cl O O O Cl Cl O O O O O Pentossido di dicloro

37 O O O O O Cl O Cl O O O Cl Cl O O O O O Eptossido di dicloro

38 Cl O Cl Anidride ipoclorosa Nell’ossido di dicloro l’atomo di cloro
ha numero di ossidazione +1 -2 +1 +1 Cl O Cl Anidride ipoclorosa

39 O O Cl O Cl Anidride clorosa Nel triossido di dicloro l’atomo di cloro
ha numero di ossidazione +3 +2 +1 +1 O +2 Cl O Cl O Anidride clorosa

40 O Cl O Cl O O O Anidride clorica
Nel pentossido di dicloro l’atomo di cloro ha numero di ossidazione +5 +2 +1 +1 O +2 Cl O Cl O +2 +2 O O Anidride clorica

41 O O O Cl O Cl O O O Anidride perclorica
Nell’eptossido di dicloro l’atomo di cloro ha numero di ossidazione +7 O O +2 +2 +2 +1 +1 O +2 Cl O Cl O +2 +2 O O Anidride perclorica

42 P O H O H O H3PO4 Acido fosforico P O-H H-O O OH

43 S O O-H H2SO4 Acido solforico S O-H H-O O

44 S Valence Shell O Electron Pair Repulsion
biossido di zolfo o anidride solforosa

45 O S O O triossido di zolfo o anidride solforica

46 S O risonanza

47 Cl- H+ Cl H HCl risuona fra una forma limite covalente
risonanza H-Cl H Cl- HCl risuona fra una forma limite covalente omopolare e una forma limite ionica

48 legami ad elettroni delocalizzati

49 1,3-butadiene H H H

50 Legame ad elettroni delocalizzati 1,3-butadiene H

51 C6H6 (benzene) H H H H H H

52 Nel benzene i sei elettroni p sono completamente
delocalizzati nell’intera struttura carboniosa. H Rappresentazione grafica

53 aromaticità energia Energia di risonanza addizionale
energia delle forme limite di Kelulé Energia di risonanza addizionale energia dell’ibrido di risonanza

54 legami elettrostatici

55 esempio di legame ione-ione
Cristallo di NaCl esempio di legame ione-ione NaCl

56 Soluzione acquosa di NaCl esempio di legame ione-dipolo

57 Soluzione acquosa di ossigeno
esempio di legame dipolo permanente - dipolo indotto

58 legame idrogeno

59 a temperatura ambiente ?
Perché Br2 è liquido a temperatura ambiente ?

60 legame di van der Waal's d+ d- d+ d- dipolo istantaneo dipolo indotto

61 Mg Mg2+ I nodi reticolari sono ocupati da ioni del metallo.
Cristallo metallico I nodi reticolari sono ocupati da ioni del metallo. Una nuvola di elettroni occupa l’intero volume occupato dal cristallo (solido metallico)