Approfondimenti capitolo 9 (Formule di Lewis) e capitolo 11 (interazioni intermolecolari

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1 Approfondimenti capitolo 9 (Formule di Lewis) e capitolo 11 (interazioni intermolecolari

2 Scrivere le Strutture di Lewis 1. Disegna la struttura dello scheletro del composto posizionando gli atomi legati vicini fra di loro. Generalmente l elemento meno elettronegativo sta al centro. H ed F sono generalmente* terminali 2. Conta il numero totale degli elettroni di valenza. Aggiungi 1 per ogni carica negativa. Sottrai 1 per ogni carica positiva. 3. a) Disegna un singolo legame tra l atomo centrale e ognuno degli atomi che lo circondano. b) Completa l ottetto per tutti gli atomi (tranne che per l idrogeno) con coppie solitarie usando tutti gli elettroni di valenza, lasciando per ultimo l atomo centrale 4. Se l atomo centrale ha meno di otto elettroni prova a formare doppi o tripli legami fino al raggiungimento dell ottetto.

3 Scrivi la struttura di Lewis del trifluoruro di azoto (NF 3 ). Stadio 1 N è meno elettronegativo di F, metti N al centro Stadio 2 Conta gli elettroni di valenza N 5 (2s 2 2p 3 ) and F 7 (2s 2 2p 5 ) 5 + (3 x 7) = 26 elettroni di valenza Stadio 3 Disegna legami singoli tra gli atomi N e F e completa gli ottetti sugli atomi N e F. Verifica finale : Controlla che il numero degli e nella struttura sia uguale al numero degli e di valenza 3 legami singoli (3x2) + 10 coppie solitarie (10x2) = 26 elettroni di valenza F N F F

4 Scrivi la struttura di Lewis dello ione carbonato (CO 3 2 ). Stadio 1 C è meno elettronegativo di O, metti C nel centro Stadio 2 Conta gli elettroni di valenza C = 4 (2s 2 2p 2 ) and O = 6 (2s 2 2p 4 ) ; 2 cariche negative = 2e 4 + (3 x 6) + 2 = 24 elettroni di valenza Stadio 3 Disegna legami singoli tra gli atomi C e O e completa l ottetto partendo dagli atomi esterni. Verifico che il numero degli e nella struttura sia uguale al numero degli e di valenza 3 legami singoli (3x2) + 9 coppie solitarie (9x2) = 24 elettroni di valenza Stadio 4 Il carbonio non raggiunge l ottetto, formo un doppio legame O C O O 2 legami singoli (2x2) = 4 1 doppio legame= 4 8 coppie solitarie (8x2) = 16 Totale = 24

5 Le due possibili strutture per la formaldeide (CH 2 O) H C O H H H C O La carica formale di un atomo è la differenza tra il numero degli elettroni di valenza in un atomo isolato e il numero di elettroni assegnati a quell atomo nella struttura di Lewis carica formale dell atomo in una struttura di Lewis = numero totale degli elettroni di valenza nell atomo libero numero totale degli elettroni non legati 1 2 numero totale ( ) degli elettroni di legame La somma delle cariche formali degli atomi in una molecola o in uno ione deve essere uguale alla carica della molecola o dello ione.

6 La carica formale di un atomo è la differenza tra il numero degli elettroni di valenza in un atomo isolato e il numero di elettroni assegnati a quell atomo nella struttura di Lewis carica formale dell atomo in una struttura di Lewis = numero totale di elettroni di valenza nell atomo libero numero totale di elettroni non legati 1 2 numero totale degli elettroni di legame ( ) Ovvero rompiamo i legami ed assegnamo metà degli elettroni di legame all atomo in esame

7 1 +1 H C O H C 4 e O 6 e 2H 2x1 e 12 e 2 legami singoli(2x2) = 4 1 doppio legame= 4 2 coppie solitarie (2x2) = 4 Totale = 12 carica formale di un atomo in una struttura di Lewis = numero degli elettroni di valenza nell atomo libero numero degli elettroni non legati 1 2 numero degli elettroni di legame ( ) carica formale di C = 4 2 ½ x 6 = 4 5 = H C O H carica formale di O = 6 2 ½ x 6 = 6 5 =

8 H H 0 0 C O C 4 e O 6 e 2H 2x1 e 12 e 2 legami singoli (2x2) = 4 1 doppio legame= 4 2 coppie solitarie(2x2) = 4 Totale = 12 carica formale di un atomo in una struttura di Lewis = numero degli elettroni di valenza nell atomo libero numero degli elettroni non legati 1 2 numero degli elettroni di legame ( ) carica formale di C carica formale di O = 4 0 ½ x 8 = 0 = 6 4 ½ x 4 = 0 H H 0 0 C O 44 66

9 Carica formale e strutture di Lewis 1. Per molecole neutre, una struttura di Lewis senza cariche formali è preferibile ad una in cui sono presenti cariche formali. 2. Le strutture di Lewis con cariche formali grandi sono meno plausibili di quelle con cariche formali piccole. 3. Tra le varie strutture di Lewis con distribuzione simile di carica formale, la più plausibile è quella in cui le cariche formali negative sono poste sugli atomi più elettronegativi. Qual è la struttura di Lewis più probabile per CH 2 O? 1 +1 H C O H H H 0 0 C O

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11 HCN oppure HNC??

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13 1. Disegna la struttura dello scheletro del composto posizionando gli atomi legati vicini fra di loro. Generalmente l elemento meno elettronegativo sta al centro. H ed F sono generalmente* terminali 2. Conta il numero totale degli elettroni di valenza. Aggiungi 1 per ogni carica negativa. Sottrai 1 per ogni carica positiva. 3. a) Disegna un singolo legame tra l atomo centrale e ognuno degli atomi che lo circondano. b) Completa l ottetto per tutti gli atomi (tranne che per l idrogeno) con coppie solitarie usando tutti gli elettroni di valenza, lasciando per ultimo l atomo centrale 4. Se l atomo centrale ha meno di otto elettroni prova a formare doppi o tripli legami fino al raggiungimento dell ottetto. 5. Calcola le cariche formali Scrivere le Strutture di Lewis Per molecole neutre, una struttura di Lewis in cui non ci sono cariche formali èpreferibilead una in cui sono presenti cariche formali. Le strutture di Lewis con cariche formali grandi sono meno plausibili di quelle con cariche formali piccole. Tra le varie strutture di Lewis con distribuzione simile di carica formale, la più plausibile è quella in cui le cariche formali negative sono poste sugli atomi più elettronegativi. Cosa succede quando una singola molecola non può essere rappresentata accuratamente da una sola struttura di Lewis?

14 Una struttura di risonanza (formule delocalizzate) è una delle due o più strutture di Lewis per una singola molecola che non può essere rappresentata accuratamente da una sola struttura di Lewis. Ozono O 3 + O O O O + O O Strutture di risonanza (formule delocalizzate) EQUIVALENTI Quali sono le formule delocalizzate dello ione carbonato (CO 32 )? O C O O C O O C O O O O

15 Una struttura di risonanza (formule delocalizzate) è una delle due o più strutture di Lewis per una singola molecola che non può essere rappresentata accuratamente da una sola struttura di Lewis. Strutture di risonanza (formule delocalizzate) EQUIVALENTI

16 Strutture di risonanza (formule delocalizzate) DIVERSE, allora scelgo in base alla distribuzione delle Cariche Formali

17 ORDINE DI LEGAME = numero di elettroni di legame/2 Ovvero Numero di legami singoli (trattini) tra due atomi legati legami covalenti singoli H O H or H O H Legame singolo = Ordine di legame OH 1 OL=1 O C O legami doppi Legame doppio = Ordine di legame CO 2 OL=2 N N triplo legame Legame triplo = Ordine di legame NN 3 OL=3

18 1. Disegna la struttura dello scheletro del composto posizionando gli atomi legati vicini fra di loro. Generalmente l elemento meno elettronegativo sta al centro. H ed F sono generalmente* terminali 2. Conta il numero totale degli elettroni di valenza. Aggiungi 1 per ogni carica negativa. Sottrai 1 per ogni carica positiva. 3. a) Disegna un singolo legame tra l atomo centrale e ognuno degli atomi che lo circondano. b) Completa l ottetto per tutti gli atomi (tranne che per l idrogeno) con coppie solitarie usando tutti gli elettroni di valenza, lasciando per ultimo l atomo centrale 4. Se l atomo centrale ha meno di otto elettroni prova a formare doppi o tripli legami fino al raggiungimento dell ottetto. 5. Calcola le cariche formali Scrivere le Strutture di Lewis Per molecole neutre, una struttura di Lewis in cui non ci sono cariche formali èpreferibilead una in cui sono presenti cariche formali. Le strutture di Lewis con cariche formali grandi sono meno plausibili di quelle con cariche formali piccole. Tra le varie strutture di Lewis con distribuzione simile di carica formale, la più plausibile è quella in cui le cariche formali negative sono poste sugli atomi più elettronegativi. 6. Scrivo le formule delocalizzate ottenute e disegno la formula media con le cariche formali (CF) e l ordine di legame (OL)

19 ORDINE DI LEGAME = numero di elettroni di legame/2 Ovvero Numero di legami singoli (trattini) tra due atomi legati 2, 2 3, 1 1, 3 OL ha un valore per CIASCUNA coppia di atomi legata

20 ORDINE DI LEGAME = numero di elettroni di legame/2 Ovvero Numero di legami singoli (trattini) tra due atomi legati Per le Strutture di risonanza L ORDINE DI LEGAME viene calcolato come valore medio su tutte le formule delocalizzate così come la CARICA FORMALE viene calcolata come valore medio su tutte le formule delocalizzate

21 + O O O O + O O OZONO

22 CF = O O O O + O O OL =

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24 Ione Carbonato CO formule delocalizzate O C O O C O O C O O O O OL = 4/3 per ciascun legame CF = 2/3 su ciascun ossigeno, zero C Strutture di risonanza (formule delocalizzate) EQUIVALENTI

25 Ione Idrogeno Carbonato HCO 3 2 formule delocalizzate O C OH O C OH O O OL = uno singolo e due 3/2 CF = zero per C, OH e 1/2 su gli altri Strutture di risonanza (formule delocalizzate) EQUIVALENTI

26 Approfondimenti capitolo 11 interazioni intermolecolari

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30 Effetti del legame ad idrogeno sui punti di ebollizione e di fusione

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33 La cella elementare L ultima cella in basso a destra è la più piccola e più simmetrica possibile, ed è quella scelta normalmente come cella primitiva che riproduce l intero motivo per traslazione. La cella in basso a sinistra non è primitiva perchè contiene un numero di palline doppie di quella primitiva. Le celle sopra (azzurre) non riproducono il motivo con le sole traslazioni.

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