-STRUTTURE DI LEWIS SIMBOLI DI LEWIS

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Gemma Guglielmi
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1 STRUTTURE DI LEWIS SIMBLI DI LEWIS ELETTRI DI VALEZA: sono gli elettroni del guscio esterno, i responsbili principli delle proprietà chimiche di un tomo e quindi dell ntur dei legmi chimici che vengono stbilirsi fr esso ed ltri tomi. Si us rppresentre convenzionlmente gli tomi in modo d evidenzire soltnto l loro configurzione elettronic estern, trscurndo quell dei livelli interni completi. esempio: tomo di bromo, Br (Z=35) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 [Ar] 4s 2 4p 5 esempio: tomo di sodio, (Z=11) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 [e] 3s 1 esempio: tomo di ossigeno, (Z=8) 1s 2 2s 2 2p 4 [e] 2s 2 2p 4 Br 1

Si us rppresentre convenzionlmente gli tomi in modo d evidenzire soltnto l loro configurzione elettronic estern, trscurndo quell dei livelli interni

2 Simboli di Lewis Il simbolo dell elemento rppresent il nucleo (e gli elettroni interni), i puntini ttorno l simbolo rppresentno gli elettroni di vlenz B.1 D notre il numero del gruppo A (1A8A) dice il numero di elettroni di vlenz. B.2 Si deve collocre un puntino per volt sui quttro lti (superiore, destro, inferiore e sinistro) del simbolo dell elemento. B.3 Si deve ppire i puntini fino che non sono stti utilizzti tutti. REGLA DELL TTETT: Qundo gli tomi si legno, cedono, cquistno o condividono elettroni per rggiungere un livello esterno pieno di otto (o due) elettroni. LEGAME II: È il trsferimento di elettroni d un metllo d un non metllo per formre ioni che si uniscono in un composto ionico solido. In tutti i csi di legme ionico: il numero totle di elettroni ceduti dgli tomi metllici è ugule l numero totle di elettroni cquistti dgli tomi non metllici. Li 1s 2 2s 1 Li Li Li + + 1s 2 2s 2 2p 5 M l condivisione di elettroni è senz dubbio il modo principle in cui gli tomi intergiscono chimicmente. LEGAME VALETE In corrispondenz di un cert distnz internuclere, fronte dell crescente repulsione viene rggiunt l l ttrzione mssim e il sistem h l energi potenzile minim. In un legme covlente, ciscun tomo cont gli elettroni condivisi come pprtenenti completmente se stesso. oppi di legme oppie solitrie + 2

2 Si deve collocre un puntino per volt sui quttro lti (superiore, destro, inferiore e sinistro) del simbolo dell elemento. B.3 Si deve ppire i puntini fino che non sono stti utilizzti tutti.

3 ELETTREGATIVITA χ, chi: è l cpcità reltiv di un tomo legto di ttrrre gli elettroni condivisi. Elettronegtività invers l rggio tomico: inftti il nucleo di un tomo più piccolo è più vicino ll coppi condivis di qunto si quello di un tomo più grnde e quindi ttre più fortemente gli elettroni di legme. ΔE ARATTERE II >1,7 In prevlenz ionico 0,41,7 ovlente polre <0,4 In prevlenz covlente 0 ovlente polre ESERIZI 1: Per ciscun composto seguente dire se è in prevlenz ionico, covlente polre, in prevlenz covlente o covlente polre : l KBr l 2 l ΔE = 2.1 ΔE = 2.0 ΔE = 0 ΔE = 0.9 legme in prevlenz ionico legme in prevlenz ionico legme covlente polre legme covlente polre 3

4 STRUTTURE di LEWIS o RMULE di LEWIS Mostrno come gli tomi sono legti l uno ll ltro ll interno di un molecol (m non rivel l form complessiv). Sono costituite d simboli di Lewis che rppresentno ciscun tomo e gli tomi vicini, le coppie di legme che li tengono uniti e le coppie solitrie che riempiono il guscio esterno di ciscun tomo. Strutture di Lewis per molecole con legmi singoli ESEMPI: Scrivere l struttur di Lewis di un molecol (esempio 3 ) 1. Scrivere lo scheletro dell struttur molecolre (di solito si mette l centro l tomo meno elettronegtivo) 2. Si determin il numero totle di elettroni di vlenz disponibili [1 (5 e )] + [3 (7 e )] = 5 e + 21 e = 26e 3. Si disegnno i legmi singoli d ciscun tomo circostnte quello centrle e si sottrggono due elettroni di vlenz per ciscun legme. 3 legmi 2 e = 6 e D cui 26e 6e = 20e restnti 4. Si distribuiscono gli elettroni restnti in coppie in modo che ogni tomo otteng otto elettroni (o due nel cso di ). 4

Strutture di Lewis per molecole con legmi singoli ESEMPI: Scrivere l struttur di Lewis di un molecol (esempio 3 ) 1.

5 Ricord: Gli tomi centrli sono di solito quelli meno elettronegtivi o con minore energi di ionizzzione. Gli tomi di idrogeno sono sempre terminli. Gli tomi di crbonio sono sempre centrli. Molecole e ioni politomici hnno in genere strutture simmetriche e comptte. ESERIZI 1: Si scrivno le strutture di Lewis per: ) 2 S b) 2 c) 4 (metnolo) ) S b) 5

Gli tomi di crbonio sono sempre centrli.

6 c) 4 1) collocre gli tomi: gli possono vere soltnto un legme quindi e devono essere dicenti l uno ll ltro B: In qusi tutti i composti h 4 legmi e ne h 2, quindi disponimo gli tomi in modo d rppresentre quest situzione 2) Somm elettroni di vlenz: [1 (4 e )] + [1 (6 e )] + [4 (1 e )] = 4 e + 6 e + 4 e = 14e 3) Aggiungimo i legmi: 4) 5 legmi usno 10 e quindi 14e 10e = 4e restnti B: il crbonio h già l ottetto quindi i 4 e restnti formno due coppie solitrie su ESERIZI 2: Disegnre lo scheletro dell struttur delle seguenti molecole. 4 b. 3 l l ESERIZI 3: si scriv l struttur di Lewis per l idrossilmmin 2 ESERIZI 4: si scriv l struttur di Lewis per l mmonic 3 ESERIZI 5: si scriv l struttur di Lewis per l 3 l l l 6

quindi 14e 10e = 4e restnti B: il crbonio h già l ottetto quindi i 4 e restnti formno due coppie solitrie su ESERIZI 2: Disegnre lo scheletro dell struttur delle seguenti

7 Strutture di Lewis per molecole con legmi multipli: LEGAMI DPPI esempio: molecol 2 4 (etilene) [e] 2s 2 2p 2 1s 1 Totle e = [2 (4e )] + [4 (1 e )] = 8 e + 4e = 12 e Metto i possibili legmi singoli Quindi ho 5 legmi per un totle di 10 e 12e 10e = 2e restnti L tomo di dx h l ottetto completo m sx h 6e quindi per completre l ottetto si converte l coppi solitri in un ltr coppi di legme tr i due E si ottiene ESERIZI 6: molecol 2 (formldeide) GLI ATMI GEERALMETE E RMA LEGAMI DPPI E TRIPLI S,,,P,S Scrivere l struttur di Lewis per: ) 2 b) l 2 l l c) l l d) e) 2 f) 2 7

completo m sx h 6e quindi per completre l ottetto si converte l coppi solitri in un ltr coppi di legme tr i due E si ottiene ESERIZI 6:

8 TERIA dell RISAZA Le proprietà mnifestte d un specie chimic (molecol o ione) non sempre possono essere spiegte in bse d un sol formul di struttur. Alcune proprietà sono in ccordo con un cert formul di struttur, ltre con un formul di struttur divers. ESEMPI: per il diossido di zolfo (S 2 ) sono mmesse due strutture equivlenti: S S L lunghezz del legme doppio è minore dell lunghezz del legme singolo fr gli stessi elementi. Sperimentlmente le lunghezze di legme* tr gli tomi di ossigeno risultno essere identiche (1,278 A). L molecol è un ibrido di risonnz fr le due strutture di Lewis. *LA LUGEZZA DI LEGAME E LA DISTAZA RA DUE ULEI DI ATMI LEGATI Rppresentzione delle strutture di risonnz orme di risonnz Ibrido di risonnz ESERIZI 7: Scrivere le strutture di risonnz per lo ione 3 8

ESEMPI: per il diossido di zolfo (S 2 ) sono mmesse due strutture equivlenti: S S L lunghezz del legme doppio è minore dell lunghezz del legme singolo fr gli stessi elementi.

9 Legme covlente puro Legme covlente polre δ A è in relzione ll differenz di elettronegtività tr gli tomi che formno il legme AB e fornisce un misur dell cric loclizzt sull tomo A ric Przile δ A = e vlenz di e E non legme + e di legme E + E A A B ESERIZI 1 lcolre l cric przile dell tomo di fluoro nelle seguenti molecole: () (b) 2 δ = V E δ = V B E + E b VERIIA: V=7; =6; B=2 δ δ E =4,00 E =1,00 4,00 = = 0,6 4, ,00 = = + 0,6 4,00 + 1,0 V=7; =6; B=2 E =4,00 4,00 δ = 6 2 E 4,00 + 4,00 B E + E b δ 7 = 0 4,00 = = 0 4,00 + 4,00 [R: 0.6 covlente polre] [R: 0 covlente polre] 9

nelle seguenti molecole: () (b) 2 δ = V E δ = V B E + E b VERIIA: V=7; =6; B=2 δ δ E =4,00 E =1,00 4,00 = 7 6 2 = 0,6 4,00 + 1 1,00 = 1 0 2 = + 0,6

10 ric ormle r. form. di A = e vlenz di A e non legme A + e 1 legme A 2 Qundo sono possibili più strutture di Lewis l cric formle è utile per stbilire qule fr queste strutture meglio rppresent i legmi dell molecol L cric formle di un tomo è dt dl numero totle dei suoi elettroni di vlenz meno il numero di elettroni di vlenz che esso possiede nell molecol: esso possiede tutti i suoi elettroni di vlenz non condivisi più l metà dei suoi elettroni di vlenz condivisi. ESEMPI: 3 L cric formle dell ossigeno A nell form di risonnz I è: 6e di vlenz (4 e non legme + ½ di 4 e di legme) = = 0 I II A [6 4 ½ (4)]= 0 B [6 2 ½ (6)]= +1 [6 6 ½ (2)]= 1 (0) (+1) (+1) (1) (1) B (0) B A [6 6 ½ (2)]= 1 B [6 2 ½ (6)]= +1 [6 4 ½ (4)]= 0 A I A II Le forme I e II sono simmetriche ciscuno con le stesse criche formli m su tomi differenti B: l somm delle criche formli deve essere ugule ll cric effettiv sull specie: zero nel cso di un molecol (come in questo cso) e l cric ionic nel cso di uno ione. ione nitrto ( 3 ): L ver formul molecolre è intermedi fr le formule limite possibili. Le formule limite hnno ugule disposizione spzile degli tomi L formul limite con minore seprzione di cric formle è quell minore energi, è cioè l più stbile e contribuisce di più ll descrizione dell formul ver del composto 10

formle di un tomo è dt dl numero totle dei suoi elettroni di vlenz meno il numero di elettroni di vlenz che esso possiede nell molecol: esso possiede tutti i suoi elettroni di vlenz non condivisi più

11 Es: ione nitrto ] ]_ 0 ] _ ] ] _ ] = 5 (8/2) = 1 = 6 6 (2/2) = 1 = 6 4 (4/2) = 0 Importnte ricordre che: Le criche formli più piccole (sino esse positive o negtive) sono preferibili quelle grndi. on sono desiderbili criche simili su tomi dicenti Un cric formle più negtiv dovrebbe risiedere su un tomo più elettronegtivo. ESEMPI: Ione cinto on è simmettrico A B [5 4 ½ (4)]= 1 [4 0 ½ (8)]= 0 [6 4 ½ (4)]= 0 [5 6 ½ (2)]= 2 [4 0 ½ (8)]= 0 [6 2 ½ (6)]= +1 [5 2 ½ (6)]= 0 [4 0 ½ (8)]= 0 [6 6 ½ (2)]= 1 (2) (0) (+1) (1) (0) (0) (0) (0) (1) Eliminino l form A perché h criche formli più grndi delle ltre in vlore ssoluto e un cric positiv su (tomo più elettronegtivo). Le forme B e hnno criche formli dello stesso vlore, m l form h un cric 1 su (+ en) di. Perciò B e dnno notevoli contributi ll ibrido di risonnz dello ione cinto, con più importnte. 11

ESEMPI: Ione cinto on è simmettrico A B [5 4 ½ (4)]= 1 [4 0 ½ (8)]= 0 [6 4 ½ (4)]= 0 [5 6 ½ (2)]= 2 [4 0 ½ (8)]= 0 [6 2 ½ (6)]= +1 [5 2 ½ (6)]= 0 [4 0 ½ (8)]= 0 [6 6 ½ (2)]= 1 (2) (0) (+1) (1) (0)

12 ESERIZI 8 Qule è l migliore rppresentzione di Lewis per l ossido di dizoto ( 2 )? == A B A) 1 = 526/2 = 0 2 = 508/2=+1 2 = 662/2=1 B) 1 =1 2 =+1 2 =0 ) 1 =2 2 =+1 2 =+1 Verific clcoli: K, x l somm delle è null in tutti i csi, come l cric di 2 1) L cric formle deve essere l più piccol in vlore ssoluto per ogni tomo 2) L cric formle negtiv deve essere ssunt dgli tomi + elettronegtivi (in questo cso ) [ R: A] Scrivere qule è l migliore rppresentzione di Lewis per: ) P 4 3 b) 2 c) 2 12

è null in tutti i csi, come l cric di 2 1) L cric formle deve essere l più piccol in vlore ssoluto per ogni tomo 2) L

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