Capitolo 11 I legami chimici

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1 Capitolo 11 I legami chimici ai capito? pag. 55 a4, b3, c1, d Mg deve perdere elettroni per assumere la configurazione di Ne e ogni atomo di cloro può acquistare solo 1 elettrone. Ba + Ba + + ; Ba pag. 56 I granelli saranno attratti da entrambe le bacchette. Ba; K pag e ; 3+ smio. pag. 59 A + ; 3; P ; P 3 pag. 59 B Perché la molecola N possiede un legame triplo, più corto e più forte di un legame singolo. pag. 60 C C ; C C ; C C C N; C N pag. 61 1; 3; 5; 7 I pag. 64 A Non polari:, N. Più elettronegativi: Br,,, Br, S. δ+ δ δ δ+ δ δ+ δ+ δ C N e = 0,89 e = 0,84 e = 0,8 e = 1,4 Circa 0. pag. 64 B a) Covalente puro; b) ionico; c) metallico; d) covalente polare. pag. 66 A S è l atomo centrale. 18 elettroni di valenza in S e 8 in N 4 +. Sì. pag. 66 B Vedi teoria (figura) pag. 61. pag. 67 N 4; 3; 1 pag. 7 a) Piegata; b) tetraedrica; c) triangolare planare. a-1; b-5; c-4; d-3; e-. Quesiti e problemi 1 L energia di legame è la quantità di energia che è necessario fornire a una mole di sostanza per rompere il legame che trattiene i suoi atomi. Il legame tra atomi si forma se si abbassa la loro energia potenziale. 3 Un atomo è particolarmente stabile quando ha 8 elettroni nello strato di valenza. 4 Vedi teoria pag. 15 e igura 11. pag Perché l energia di legame di una singola molecola è una quantità così piccola che sarebbe difficilmente misurabile. 6 Tre. 7 Acquistare. 8 Rappresenta il numero di elettroni che un atomo guadagna, perde o mette in comune quando si lega ad altri atomi. 1

2 9 1s s p 6 ; ; 8 e di valenza e 11 K + = 1s s p 6 3s 3p 6 Ar; = 1s s p 6 3s 3p 6 Ar; Be + = 1s e; Rb + = 1s s p 6 3s 3p 6 3d 10 4s 4p 6 Kr 1 Cs + e I 13 No. 14 Perché possiede 7 e nel livello di valenza e acquistando 1 e completa l ottetto ( ). 15 a) e, 1s s p 6 3s 3p 6 ; b) + e, 1s s p 6 3s 3p 6 ; c) 0; d) +1 e, 1s s p 6 16 Zn = 1s s p 6 3s 3p 6 3d 10 4s ; perché perdendo i e dell orbitale 4s completa l orbita precedente; la stessa cosa non accadrebbe se ne perdesse solo uno. 17 e = 1s s p 6 3s 3p 6 3d 6 4s ; lo ione e + si forma quando vengono ceduti i e dell orbitale 4s, lo ione e 3+ si forma quando viene ceduto anche 1 e dell orbitale 3d (buona condizione energetica perché negli orbitali d ci sarebbero 5 elettroni a spin parallelo). 18 Ne; Ne; Ne; Kr; Ar; Ne; Xe 19 d 0 Un atomo, che diventa ione 3+, si lega con tre atomi, che diventano ioni. 1 Si rompe il reticolo cristallino e gli ioni sono liberi di muoversi. K; K + ha raggio minore di Rb +, e a minore raggio corrisponde una forza di attrazione maggiore. 3 No, perché il nucleo di Mg è composto da 1 p +, mentre quello di solo da 8 p + : Mg + ha quindi dimensioni minori di, perché gli stessi elettroni risentono di una carica nucleare maggiore. 4 a) Ca 3 N ; b) Ba; c) Li 3 N; d) Cs; e) Be ; f) Li 5 Na Na Na Na Mg Mg Ca Ca 6 a) K I K I Li Li b) K K K K c) Sr Sr d) Ca perde e + 8 d 9 a) V; b) V; c) ; d) ; e) 30 6,0 10 elettroni. 31 6, elettroni. 3 Sia i nuclei sia i elettroni si respingono con forza repulsiva perché possiedono la stessa carica. 33 S S 3 4 Si

3 34 Perché ha e spaiati e non ha l ottetto completo. 35 C C N N N Si 4 Si 36 C ; N ; ; 37 Acido ipobromoso (Br) Br ; acido bromoso (Br ) Br acido bromico (Br 3 ) Br 38 C ; C ; CC ; CC 39 Perché le molecole di sono energeticamente più stabili dei singoli atomi. Le stesse considerazioni valgono per tutti quegli atomi che completano l ottetto unendosi sotto forma di molecole diatomiche:, N,,. 40 S legami covalenti polari S; legami covalenti polari ; legami covalenti dativi S a-c-f ; 45 a) ; b) S; c) ; d) C 46 a) Covalente polare; b) covalente polare; c) ionico; d) ionico; e) covalente polare; f) debolmente polare. [N.B.: nel caso f), la differenza di elettronegatività fra N e è esattamente 0,4, quindi, secondo la regola illustrata nel testo, il legame sarebbe da considerare covalente puro, anche se i due atomi sono diversi; tuttavia il legame è chiaramente polare] 47 Legami covalenti polari: a-b-d-f; legami covalenti apolari: c-e. 48 Certamente non polari: ; I ; S 8 ; P 4 ; polari: Cu; La 3 ; Ag; 3 ; e 3 49 K > Ba > Na > Sr > Mg > 3 > Cu > Ag 50 B 3 > 3 > P 5 > C > S > I 5 > N 3 > 3 51 N 3 > P 3 > 3 3

4 5 Nelle formule, gli elementi sono in ordine di elettronegatività crescente. Elettronegatività: Cu Cu δ...δ+ Li Li δ...δ+ δ...δ+ δ...δ+ 53 a) b) c) d) e) C S" C Si "C" e = 0,4 4% e = 1 % C e = 0,4 4% C e = 0,5 6% e = 0,3 % e = 1 % f) P e = 0 non polare 54 In, perché il cloro ha un elettronegatività più elevata dello iodio. 55 Perché il legame covalente consente di soddisfare contemporaneamente la loro richiesta di acquistare elettroni per completare l ottetto. 56 Con elementi del I, II e con alcuni del III gruppo; con elementi del IV, V, VI, VII e con alcuni del III gruppo. 57 Con elementi del VII, VI, V e con alcuni del IV gruppo. 58 Primo elemento Secondo elemento Tipo di legame Na ionico Ca Br ionico S covalente polare Mg ionico covalente puro Cu covalente polare e e metallico C covalente polare N covalente polare 4

5 59 60 Elemento del periodo 3 Differenza di elettronegatività con l ossigeno S ; Sb ; Ge Natura del legame Cariche Na,6 ionico Na + Mg,3 ionico Mg +,0 ionico 3+ Si 1,7 percentuale di ionicità: 51% / P 1,4 covalente polare / S 1,0 covalente polare / 0,5 covalente polare / 61 C ; "C ; "N BrNBr ; Br 6 NN ; C 63 " S" ; S" 64 N" ; P S 65 Vedi definizioni pag b 67 0,074 nm; corrisponde alla lunghezza di legame tra due atomi di idrogeno a 70 a; c 5

6 71 energia di legame (kj/mol) N lunghezza di legame (pm) 7 [ ] Intorno all atomo di ossigeno si trovano una coppia elettronica di legame e tre coppie di elettroni liberi. 73 Perché il legame doppio genera una repulsione maggiore sui legami adiacenti. 74 la maggiore distanza possibile l una dall altra. 75 B 3 è triangolare planare; N 3 è piramidale. 76 P P P 77 Si possono mettere in relazione con N 3. C C Sono entrambe molecole triangolari planari. 78 S piegata P ; ; piramidale triangolare C#N lineare 79 a) P b) tetraedrica angolare c) C d) C tetraedrica tetraedrica 6

7 80 ormula bruta ormula di struttura di Lewis Geometria Li Li lineare Be Be lineare B 3 B trigonale planare 81 N" 8 N 4+. Tetraedrica. 83 B ; C La geometria è trigonale planare, perché in entrambi i casi l atomo centrale si lega a tre atomi. 84 C#C lineare Il laboratorio delle competenze 85 In a solution, or in melt phase, ions are free to move. n the contrary, in solid phase, ions are bonded to each other and they don t conduct electricity. 86 Electrostatic forces. 87 Yes, if the central atom has no free electron pairs. 88 Na Na [Na] + [ ] 89 B C 4 C + N B N N N 3 tetraedrica piramidale triangolare piegata lineare 90 Noble gases have 8 electrons in their valence shell, so they don t need to combine themselves with other elements to reach the stability (8 electrons in the valence shell). 91 a) K I ; = 1,8; legame ionico e b) S ; legame S : e = 0,9; legame covalente polare legame : e = 1,; legame covalente polare c) Mg ; =,7; legame ionico e legame : e = 1,; legame covalente polare d) N ; legame N : e= 0,4; legame covalente polare 7

8 9 Sì, all aumentare del numero atomico aumenta la lunghezza di legame, in quanto il raggio atomico diventa più grande. 93 a) N b) Na 94 C 3 a) Br b) N C 3 C 3 c) C d) 95 Perché nei solidi metallici gli elettroni del mare elettronico sono mobili, mentre nei solidi ionici no. 96 B ; B kj 98 E = 5,78? 10 kj; λ = 344 nm - ultravioletto 99 Le due quantità sono simili, ma non identiche: occorre spendere una quantità di energia superiore per le mol di azoto. 100 CC 101 trigonale planare B " 10 a) ; b) c) ; d) Ba 103 N piramidale triangolare Si instaura un legame dativo. 104 b trigonale planare N 105 Sr + = 1s s p 6 3s 3p 6 3d 10 4s 4p 6 ; = 1s s p 6 ; entrambi raggiungono la configurazione elettronica del gas nobile più vicino. 106 ; un legante con carica porterebbe a un composto neutro che potrebbe non essere solubile in acqua e quindi difficilmente eliminabile. 107 La regola dell ottetto non è rispettata e il livello più esterno non è completo. 108 a) Covalente puro. e = 0,35, C 4 ; b) covalente puro. e = 0,38, S; c) ionico. e =,55, Ba; d) covalente puro. e = 0, Br. 109 Ca ; ionico. 8

9 110 & & & B & & 111 " struttura lineare " struttura piegata 11 Perché P e S sono troppo voluminosi per sovrapporre gli orbitali e formare una molecola diatomica; si forma la geometria energeticamente più stabile. 9