Dalla tavola periodica al legame chimico attraverso le proprietà periodiche

LEGAME COVALENTE

Legame covalente – condivisione di una coppia di elettroni, quindi di un orbitale. Dall’orbitale atomico (un nucleo) all’orbitale molecolare condiviso da due nuclei Molecola di idrogeno Molecola di fluoro F2 è simile a Cl2

Orbitale molecolare

S P Dalla posizione degli elementi sulla tavola periodica……….. F, Cl, Br, I Sempre per la regola dell’ottetto……per completare il livello più esterno ……………NUMERO DI LEGAMI covalenti che un non metallo può formare con altri non metalli

Molecola di acido cloridrico

FORMA DELLE MOLECOLE………………………………….dati sperimentali metano ammoniaca acqua TETRAEDRICA PIRAMIDALE ANGOLARE

Un doppietto non condiviso Se consideriamo anche le coppie di elettroni (doppietti) non condivisi, la geometria è in tutt’e tre i casi tetraedrica…………………………….. metano ammoniaca acqua Un doppietto non condiviso Due doppietti non condivisi deformazione dell’angolo di legame ???

La molecola dell’acqua Ossigeno sesto gruppo La molecola dell’acqua Una sostanza liquida a 25°C

La molecola dell’ammoniaca Azoto quinto gruppo La molecola dell’ammoniaca Una sostanza gassosa a 25°C

La molecola del metano Carbonio quarto gruppo Una sostanza gassosa a 25°C

Boro terzo gruppo B Cl Non rispetta la regola dell’ottetto

Molecola di anidride carbonica …dato sperimentale Introduciamo i legami multipli…………………….doppio legame Molecola di anidride carbonica …dato sperimentale O = C = O

FORMA DELLE MOLECOLE…….come si spiega? metano ammoniaca acqua B Cl Tricloruro di boro O = C = O Anidride carbonica

??? Quanti legami ???? E quale FORMA??????

valence shell electron pairs repulsion Modello VSEPR valence shell electron pairs repulsion La distribuzione dei legami attorno ad un qualsiasi centro atomico dipende dal numero di coppie elettroniche che stanno attorno a questo centro. Per un dato numero di coppie elettroniche la distribuzione preferita è quella alla quale si pongono alla massima distanza reciproca.  Le coppie elettroniche si comportano come se si respingessero le une con le altre dando luogo alle suddette disposizioni spaziali come se fossero concentrate in orbitali di legame effettivamente localizzati tra i due atomi interessati. Più coppie elettroniche condivise tra due atomi si considerano dal punto di vista geometrico come un unico legame.  

Consideriamo ora i casi in cui l’atomo centrale è circondato da coppie elettroniche di legame e coppie solitarie Per esaminare questi casi occorre sapere che le repulsioni che coinvolgono coppie solitarie sono maggiori di quelle che coinvolgono coppie di legame; esse variano nell’ordine CS ↔ CS > CS ↔ CL > CL ↔ CL Le coppie solitarie sono soggette all’attrazione di un solo nucleo, quindi sono maggiormente concentrate sull’atomo centrale rispetto a quelle di legame, maggiormente localizzate lungo l’asse del legame

Un doppietto non condiviso Due doppietti non condivisi metano ammoniaca acqua Un doppietto non condiviso Due doppietti non condivisi deformazione dell’angolo di legame

N.B. La presenza di coppie elettroniche solitarie induce distorsioni nella struttura

e il modello VSEPR

ESEMPI…………………………………………………… Tavola periodica Numero di legami covalenti Forma della molecola (VSEPR)

Idrocarburo Propano CH3CH2CH3

Gruppo funzionale OH, alcol CH2(OH)CH2(OH)

N.B. I principi del modello VSEPR possono essere applicati anche a molecole complesse. tetraedrica ripiegata trigonale

CH3COOH ACIDO ACETICO, gruppo funzionale acido -COOH

ALANINA MODELLO A “PALLE E BASTONCINI” FORMULA DI STRUTTURA MODELLO TRIDIMENSIONALE “A RAGGI DI VAN DER WALL”

C=O, gruppo funzionale chetone

C6H12O6 zuccheri