LEGAMI CHIMICI e GEOMETRIA MOLECOLARE

Transcript

1 DAI LEGAMI CH HIMICI ALLA GEOMETRIA DELLE MOLECOLE. LEGAMI CHIMICI e GEOMETRIA MOLECOLARE Cos è un legame chimico? Il legame chimico non esiste Quanti tipi di legame? Legame ionico Legame covalente

2 LEGAME COVALENTE Quali elettroni partecipano alla formazione del legame? Sono gli elettroni di valenza se pper i gruppi principali ; se dper quelli di transizione. LEGAME COVALENTE Perché si formano i legami chimici? Regola dell OTTETTO e stabilità FORMULE DI LEWIS

3 Come disegnare le strutture di Lewis 1) Determinare la disposizione degli atomi Atomo centrale è quello EA + bassa (C, N, P, S) Cl e alogeni terminali È centrale solo in H 2 O 2) Determinare il numero TOTALE di elettroni di valenza e DIVIDERLI in coppie Se anione aggiungere e - Se catione sottrarre e - 3) Porre una coppia di e - fra gli atomi per formare legami singoli Come disegnare le strutture di Lewis 4) Usare le rimanenti coppie come coppie solitarie attorno a ciascun atomo terminale fino all OTTETTO 5) Se l atomo centrale ha meno di 8 e - spostare una o più coppie formando legami multipli

4 STRUTTURE DI LEWIS (1) RISONANZA TEORIA DELLA RISONANZA (Pauling) Si usano strutture di risonanza per rappresentare il legame in una molecola o in uno ione quando una singola struttura di Lewis non riesce a descrivere correttamente la struttura elettronica reale Ibrido di risonanza (ione nitrato; benzene, ozono) La risonanza è una combinazione di strutture nelle quali gli atomi sono UGUALMENTE collocati, mentre la disposizione degli e - è differente.

5 STRUTTURE DI LEWIS (2) STRUTTURE DI LEWIS (3)

6 CARICA FORMALE La CARICA FORMALE fornisce indicazioni della misura nella quale gli atomi hanno acquistato o ceduto carica elettronica nel processo di formazione del legame. CF = V (L + ½ S) Dove: V = elettroni di valenza dell atomo L = elettroni presenti come coppie solitarie S = numero di elettroni condivisi 1. Le strutture che mostrano cariche formali più basse sono quelle che hanno > probabilità di possedere l energia minima. 2. Se è presente una carica negativa deve essere sugli atomi più elettronegativi. COME SI DISTRIBUISCE LA CARICA 1) Gli elettroni sono distribuiti in modo tale che le cariche su tutti gli atomi siano più piccole possibili; 2) Se è presente una carica negativa questa deve essere posta sugli atomi più elettronegativi CO 2 e OCN - DISTRIBUZIONE DELLA CARICA

7 ECCEZIONI ALLA REGOLA DELL OTTETTO RADICALI E BIRADICALI ECCEZIONI ALLA REGOLA DELL OTTETTO GLI STRATI DI VALENZA ESPANSI (ottetto espanso) grazie al fatto che l atomo centrale possiede orbitali d vuoti Si può verificare negli elementi del 3 periodo e oltre e permette la costruzione di un numero variabile di legami multipli. (covalenza variabile) SO 4 --

8 ECCEZIONI ALLA REGOLA DELL OTTETTO GLI STRATI DI VALENZA ESPANSI (ottetto espanso) grazie al fatto che l atomo centrale possiede orbitali d vuoti ACIDI e BASI DI LEWIS LEGAMI COVALENTI COORDINATI O DATIVI

9 ACIDI e BASI DI LEWIS LEGAMI COVALENTI COORDINATI O DATIVI ACIDI:AlCl 3 BF 3 FeCl 3 SO 3 H 3 O + -Na + - Ca ++ BASI:ALOGENURI OH - -O -- -S HS - H 2 O - ROH -RO - -RCOO - -AMMINE CN - ACIDO + :BASE COMPLESSO DEFINIZIONE ACIDO DI LEWIS: specie capace di ACCETTARE una coppia di elettroni BASE DI LEWIS: specie capace di DONARE una coppia di elettroni ES. H 3 O + FORMA DELLE MOLECOLE VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion; repulsione delle coppie di elettroni dello strato di valenza) è un metodo affidabile per prevedere la forma di molecole e ioni poliatomici covalenti. IDEA: Le coppie di elettroni leganti e non leganti nel guscio di valenza si respingono le une con le altre e si dispongono pertanto alla massima distanza possibile

10 FORMA DELLE MOLECOLE Effetto delle coppie solitarie Geometria delle coppie di elettroni- Geometria della molecola Se una molecola reca coppie solitarie sull atomo centrale, esse contribuiscono a determinare la FORMA della molecola, ma si IGNORANO al momento di determinarla FORMA DELLE MOLECOLE DISPOSIZIONE EQUATORIALE

11 POLARITA DEL LEGAME L ELETTRONEGATIVITA UNITA DI MISURA ev L ELETTRONEGATIVITA (χ)di un atomo è definita come una stima della misura della capacità di un atomo in una molecola di attrarre a sé gli elettroni di legame - Come calcolare χ (EI + AE)

12 COVALENTE O IONICO? NOSTRO CRITERIO: se χè MAGGIORE di 1,8 il legame è IONICO MOMENTO DIPOLARE E il prodotto delle cariche per la distanza che le separa -La sua unità di misura è il debye3, C.m oppure D Polarità molecolare e polarità di legame

13 MOMENTO DIPOLARE E il prodotto delle cariche per la distanza che le separa Polarità molecolare e polarità di legame CRITERI PER LA POLARITA Presenza di legami polari Presenza di atomi diversi Disposizione simmetrica o asimmetrica Polarità molecolare e polarità di legame

14 Polarità molecolare e polarità di legame ORDINE DI LEGAME è il numero di coppie di elettroni di legame condivisi da due atomi in una molecola o ione DISTANZA DI LEGAMEè la distanza fra i nuclei di due atomi legati ANGOLO DI LEGAME è l angolo fra due atomi legati ad un atomo centrale PROPRIETA DEL LEGAME

15 DISTANZA DI LEGAME ENTALPIA DI DISSOCIAZIONE DI LEGAME