Teoria VSEPR Geometria molecolare

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1 Teoria VSEPR Geometria molecolare

2 la teoria VSEPR la forma delle molecole Massima distanza possibile! Teoria della repulsione delle coppie di elettroni di valenza

3 VSEPR

4 Struttura delle molecole Le regioni di elevata concentrazione elettronica si respingono a vicenda. Es. : AX n AX 2 BeCl 2 AX 3 BF 3 AX 4 C 4 AX 5 PCl 5 AX 6 SF 6

5 Regole Gli ioni carichi possiedono una formula di struttura come le molecole neutre. Il contro totale degli elettroni si ottiene sommando ANCE la carica formale dello ione! Es CO 3 2- C=4, O=6 carica=2 Totale 24 elettroni= 12 coppie

6 Regole Gli elementi del 2 periodo hanno SOLO 4 orbitali a disposizione nel guscio esterno MAI piu di 4 legami! CO, CO 2, NO REGOLA DELL OTTETTO Ogni atomo che utilizza solo orbitali s e p per fare legami tende ad assumere la configurazione elettronica esterna con 8 elettroni

7 Criteri per la scrittura della formule di struttura 1. Conta gli elettroni e quindi il numero di coppie, considerando la eventuale carica 2. Individua l atomo centrale 3. Lega gli atomi periferici all atomo centrale con legami singoli 4. Disponi le coppie di non legame sugli atomi periferici sulla base della regola dell ottetto 5. Disponi le eventuali coppie rimaste sull atomo centrale 6. Disponi i doppi legami in modo da fare rispettare la regola dell ottetto anche per l atomo centrale (qualora si tratti di un elemento del secondo periodo) 7. Se intorno all atomo centrale ci sono meno coppie rispetto alla regola dell ottetto, TRASFORMARE le coppie di NON legame degli atomi periferici in doppi legami, fino a che anche l atomo centrale non arriva all ottetto.

8 Criteri per la scrittura della formule di struttura 8. Scrivi tutte le formule di risonanza 9. Verifica la formula utilizzando il criterio della carica formale 10. Conta le coppie elettroniche che gli stanno intorno 11. Individua la geometria della coppie elettroniche 12. Individua la geometria della MOLECOLA Nota: La geometria delle coppie elettroniche dipende dal numero di coppie intorno all atomo centrale La geometria della molecola dipende SOLO dalle coppie di legame

9 Esempi C 4, N 3, 2 O NOTA Anche le coppie di NON legame degli atomi periferici devono essere disposte in modo opportuno

10 Regole Gli ioni carichi possiedono una formula di struttura come le molecole neutre. Il contro totale degli elettroni si ottiene sommando ANCE la carica formale dello ione! Es CO 3 2- C=4, O=6 carica=2 Totale 24 elettroni= 12 coppie

11 Regole Gli atomi dal 3 gruppo in poi hanno a disposizione anche gli orbitali d. Pertanto essi possono avere intorno a se Più di 4 legami. La regola dell ottetto non vale più. Es: PCl 3, PCl 5, XeF 2

12 In pratica. 1. Conta gli elettroni e quindi il numero di coppie di elettroni di valenza 2. Individua l atomo centrale 3. Conta le coppie elettroniche che gli stanno intorno 4. Individua la geometria della coppie elettroniche 5. Disponi i legami σ ovvero disporre le coppie di legame verso gli atomi periferici (connettività). 6. Distribuisci le coppie elettroniche eccedenti sugli atomi periferici in modo da rispettare la regola dell ottetto 7. Distribuisci le coppie eccedenti utilizzando i legami π ovvero inserisci un doppio o triplo legame (se avanzano coppie le metto nell atomo centrale) 8. Tutti gli atomi della molecola devono rispettare la regola dell ottetto (tranne quelli del 3 periodo..) 9. Individua la geometria della MOLECOLA: La geometria corrisponde ad una situazione di minima energia ossia alla massima distanza o repulsione tra le coppie elettroniche attorno all atomo centrale.

13 esempio CF4 formula molecolare del composto, non ho però nessuna informazione su come sono legati gli atomi tra loro (connettività); - Dalla differenza della loro elettronegatività ( ) posso prevedere il tipo di legame (legame covalente polare). - Dalla tavola periodica determino il gruppo di appartenenza dell atomo di Carbonio (C IV gruppo, cioè 4 elettroni sul livello più esterno, detti di valenza) e dell atomo di Fluoro (F VII gruppo, cioè 7 elettroni sul livello più esterno, detti di valenza) - Dall informazione del numero di elettroni di valenza e dalla formula CF4 ricavo il numero totale di elettroni di valenza: 4 elettroni (C) + 7 elettroni (4F) = 4 elettroni + 28 elettroni = 32 elettroni => /2 = 16 coppie di elettroni di valenza da disporre

14 - L atomo di carbonio C rappresenta l atomo centrale -Dispongo le 4 coppie di elettroni verso gli atomi di Fluoro (F) - Rimangono 12 coppie di elettroni da sistemare (16 coppie di elettroni 4 coppie impegnate nei legami covalenti con i 4atomi di Fluoro (F)) - Le 12 coppie elettroniche si dispongono sui 4 atomi di Fluoro (F); 3 coppie per ogni atomo di Fluoro (F).

15 VESPR esempi Esempio: C 4 C Lewis Structure VESPR Structure

16 VESPR Esempio: N 3 N Lewis Structure VESPR Structure

17 VESPR esempi Strutture lineari: : l angolo tra i legami è 180 Example: BeF 2 F Be F F Be F 180

18 VESPR esempi Struttura trigonale planare: l angolo tra i legami è 120 Example: BF 3, B F F F B F F B F

19 VESPR esempi Piramidale: gli angoli di legame sono <120 e le strutture non planari N 3, PCl 3, P 3 N 107

20 VESPR esempi Tetraedro: angoli di legami ~109.5 esempio: C 4 C 109.5

21 VESPR esempi

22 VESPR Applications confronto tra C 4, N 3 e 2 O:

23 VESPR Applications Bipiramide trigonale, angoli di 120 nel piano, e due legami posti a 90 rispetto al piano: Esempio PCl 5 : Cl Cl P Cl Cl Cl

24 VESPR Applications Ottaedro: tutti gli angoli sono di 90 : Esempio PCl 6 : Cl Cl Cl P Cl Cl Cl 90