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Forze repulsive tra i due nuclei e fra le nuvole elettroniche Forze attrattive tra i due nuclei e fra le nuvole elettroniche E= energia elettronica.

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Presentazione sul tema: "Forze repulsive tra i due nuclei e fra le nuvole elettroniche Forze attrattive tra i due nuclei e fra le nuvole elettroniche E= energia elettronica."— Transcript della presentazione:

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3 Forze repulsive tra i due nuclei e fra le nuvole elettroniche Forze attrattive tra i due nuclei e fra le nuvole elettroniche E= energia elettronica : andamento dellenergia in funzione della distanza r tra due atomi

4 AB r0r0 r > r 0 r < r 0 r 0 è la distanza di equilibrio fra due atomi A e B e definisce la lunghezza del legame AB E un valore medio

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6 Le moderne teorie del legame chimico ci permettono di avere informazioni sulla: formula chimica di un composto e sua relazione con le strutture elettroniche degli atomi costituenti. valore dellenergia di formazione dei legami chimici geometria molecolare (es. CO 2, H 2 O, NH 3, …)

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9 1eV= Kcal/mol

10 Energia media del legame O-H: 918/2= 459 kJ/mol.

11 1 Å = m = 10 – 8 cm 1 Å = 0.1 nm = 100 pm

12 E un valore medio

13 Energia di legame: energia necessaria per rompere il legame stesso e portare i due atomi a distanza infinita (kJ/mol, kcal/mol, eV/mol). Distanza di legame: viene definita come la distanza fra due nuclei di due atomi A, B in una molecola o fra due ioni A -, B + in un cristallo ionico (nm, Ǻ). E un valore medio. Angolo di legame: è langolo interno definito dai segmenti congiungenti il nucleo dellatomo centrale con quello di due altri atomi ad esso legati (θ). E un valore medio. Regola dellottetto: raggiungimento della configurazione elettronica s 2 p 6, a basso contenuto energetico (seguita dagli elementi del secondo periodo, ed in particolare da C, N, O e F, che formano tantissimi composti chimici). Energia di ionizzazione (E i ): esprime il valore dellenergia necessaria per togliere un elettrone dallatomo isolato a 0 K, e portarlo a distanza infinita, a stato di energia cinetica nulla (kJ/mol, eV/mol). E i è sempre > 0. Affinità per lelettrone (E a ): variazione dellenergia di una mole di atomi isolati, a 0 K, per lacquisto di una mole di elettroni (un elettrone per ciascun atomo) (kJ/mol). Lenergia liberata è tanto maggiore quanto maggiore è la tendenza dellatomo ad acquistare lelettrone e misura laffinità dellelettrone per latomo stesso.

14 Un unico punto rappresenta un elettrone che occupa da solo un orbitale. I due punti rappresentano i due elettroni che occupano lo stesso orbitale.

15 Formazione dei legami chimici con atomi di H

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17 Nella descrizione di un legame chimico vedremo il ruolo svolto dagli ELETTRONI DI VALENZA, cioè gli elettroni più sterni di un atomo. Essi influenzano la forza dei legami (valenza dal latino valeo = sono forte) Mediante i legami chimici gli atomi o gli ioni si uniscono in strutture più complesse formando composti molecolari e ionici.

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19 Il legame ionico è lattrazione che si stabilisce per effetto delle cariche opposte di cationi e anioni

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22 e- Na + Na Cl Cl - Quando un atomo di Na ed uno di Cl si avvicinano, ad un certo punto risulta energeticamente favorito il passaggio di un elettrone dallatomo di Na a quello di Cl Ipotetica formazione di un legame Na-Cl Liberazione di energia

23 E ion (Na) = 5.14 eV= 118 kcal/mol E a.e. (Cl) = eV= - 88 kcal/mol E coulomb = - e 2 /r 30 kcal/mol Energia necessaria per formare una mole di ciascuno ione

24 Se gli ioni si trovano a grande distanza non possono interagire e lenergia potenziale derivante dallattrazione elettrostatica è nulla. Quando i due ioni sono a contatto la loro energia potenziale assume un valore negativo quindi, alla fine del processo di formazione del legame ionico, vi è una considerevole diminuzione di energia che favorisce la formazione della coppia ionica.

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27 La teoria di Lewis non da alcuna informazione sulla energia messa in gioco nel processo di formazione del legame ionico. A questo scopo si utilizza il ciclo di Born-Haber. Formazione di un solido ionico

28 Con il ciclo di Born-Haber si analizzano le variazioni di energia che si accompagnano alla formazione di un solido ionico: La reazione chimica di formazione viene scomposta in diversi stadi, ad ognuno dei quali viene associata una variazione di energia. Sommando le variazioni parziali possiamo determinare la variazione complessiva di energia del processo in esame.

29 a 25°C Misura la stabilità del composto NaCl rispetto agli elementi costituenti E=+ 376 KJ/mol Vari stadi della reazione:

30 Energia reticolare: variazione di energia che si accompagna alla trasformazione del solido in un gas costituito dai suoi ioni NaCl (s) Na + (g) + Cl - (g) Ha valore positivo perché bisogna somministrare calore per separare gli ioni del solido. Quindi: Na (s) + ½ Cl 2(g) Na + (g) + Cl - (g) +376 kJ/mol Na + (g) + Cl - (g) NaCl (s) kJ/mol Na (s) + 1/2Cl (g) NaCl (s) kJ/mol

31 Reazione fortemente endotermica

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33 Lenergia reticolare è una misura della forza di un legame ionico. Il valore di E 0 non si può calcolare sperimentalmente. un legame ionico è presente ogni qual volta partecipa al legame un elemento del blocco s (fatta eccezione per H e Be)

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