Esistono orbitali atomici con le forme adatte Esistono orbitali atomici con le forme adatte? Come riprodurre le geometrie? Orbitali atomici “ibridi” che riproducono gli angoli di legame dei dati sperimentali: Orbitali ibridi sp

Orbitali ibridi sp2

Orbitali ibridi sp3

Orbitali ibridi sp3d Orbitali ibridi sp3d2

Idrocarburi più semplici Il carbonio e la chimica organica Idrocarburi più semplici etano C2H6 metano CH4 sp3 - 2 H sp3 etene o etilene C2H4 sp2 sp etino o acetilene C2H2 - 2H

Risonanza Ione carbonato CO3-- Ibrido di risonanza C6H6 benzene

Legame covalente omeopolare ed eteropolare Non si misura ma si può calcolare a seconda della definizione che ne viene data Elettronegatività Mulliken propose di calcolarla come media aritmetica dei valori di EI ed AE dell’elemento considerato Tendenza di un atomo ad attrarre verso di sé gli elettroni impegnati nel legame Pauling costruì una scala relativa in base ai valori sperimentali delle energie di legame di molecole biatomiche, scegliendo un valore di riferimento Legame covalente omeopolare ed eteropolare dipolo momento dipolare μ = Qr polarità di una molecola polarità dei legami

H2O! DNA! Legami intermolecolari dipolo - dipolo dipolo – dipolo natura elettrostatica molto più deboli dei legami covalenti Legami intermolecolari Forze di van der Waals Legame idrogeno Tra atomo H fortemente polarizzato (H-F, H-O, H-N, con intensità decrescente) ione - dipolo E un atomo fortemente elettronegativo H2O! dipolo - dipolo DNA! dipolo – dipolo indotto dipolo istantaneo-dipolo indotto (forze di dispersione di London) L’appaiamento obbligatorio di A con T e di C con G rende i due filamenti fra loro complementari: se uno di essi presenta la sequenza C-T-A-C-G, l’altro non potrà che avere la sequenza complementare G-A-T-G-C. Un filamento costituisce quindi una sorta di stampo per l’altro.

Stato di ossidazione degli elementi Nel legame cambia la distribuzione elettronica. Come sono ripartiti tra i vari atomi gli elettroni impegnati nei legami? Struttura ionica la ripartizione è netta! NaCl: Na+ +1 Cl- -1 Struttura covalente omeopolare: no separazione di carica eteropolare: separazione di carica

Numero di ossidazione Carica netta di uno ione (legame ionico) Carica che avrebbe l’elemento se il legame fosse ionico n.o. max: gruppo di appartenenza (n.max di e- che può donare) n.o. min: n.max di e- che può acquistare per completare l’ottetto Anche n.o. frazionari Regole 1. Ogni atomo nello stato elementare: n.o. = 0 2. Ogni ione monoatomico: n.o. = carica 3. idrogeno: n.o. = +1 sempre tranne negli idruri (-1) 4. ossigeno: n.o. = -2 sempre tranne nei perossidi (-1) 5. Aggregato poliatomico: la somma dei n.o. deve essre uguale alla carica complessiva dell’aggregato, o uguale a zero se l’aggregato è neutro. 6. Più atomi uguali nella stessa molecola: n.o. medio

Bilanciamento rezioni redox Nelle reazioni si ha spesso un riarrangiamento degli atomi e quindi una ridistribuzione degli elettroni di legame tra gli atomi ↓ cambiamento n.o. degli elementi X + e- → X- n.o. di X da 0 a -1 riduzione Y → Y+ + e- n.o. di Y da 0 a +1 ossidazione X / X- e Y / Y+ sono due coppie redox Nella reazione X + Y → X- + Y+ si ha un trasferimento di elettroni da Y (che si ossida) ad X (che si riduce) (anche se il trasferimento non è netto!)