STRUTTURA DEGLI OSSIACIDI

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1 Chimica Silvia LICOCCIA Professore Ordinario di Fondamenti Chimici per le Tecnologie Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche Università di Roma Tor Vergata STRUTTURA DEGLI OSSIACIDI

2 Orbitali ibridi e legami multipli I legami π non hanno simmetria cilindrica lungo l asse di legame e derivano dalla sovrapposizione di fianco di orbitali p (o d) non ibridi. Un legame π ha due regioni di densità elettronica, una al di sopra e una al di sotto dell asse del legame σ. + Un legame doppio è sempre costituito da un legame σ più un legame π e un legame triplo è costituito da un legame σ e da due legami π. I legami π sono formati da orbitali non ibridi: nelle molecole contenenti legami multipli l ibridazione riguarderà tutti gli orbitali (gli orbitali ibridi formano legami più forti) tranne quelli necessari per formare i legami π.

3 Struttura degli ossiacidi Gli ossiacidi sono composti di formula generale H x AO y in cui A è un non metallo. Nel costruire la loro struttura bisogna ricordare alcune regole: L idrogeno forma di regola un solo legame covalente ed è pertanto, salvo rarissime eccezioni, un atomo terminale. Se in una molecola ci sono atomi di differente elettronegatività, l atomo meno elettronegativo è, di regola, quello che lega intorno a sé gli atomi più elettronegativi. Così in (quasi) tutti gli ossiacidi, l H è legato all O. Gli atomi sono disposti nello spazio in modo che le distanze reciproche siano massime e sia quindi minimo il contenuto energetico dell insieme. Si utilizzano, nella teoria VB, i concetti di separazione di carica (carica formale) e di espansione dell ottetto.

4 Ossiacidi: H 2 CO 3 C: atomo centrale a cui si devono legare 21 atomi atomo di di O e un due gruppo gruppi -OH Tutti gli atomi devono essere legati: i primi legami da considerare sono quelli tra C, OH e O

5 Ossiacidi: H 2 CO 3 Un elettrone spaiato si utilizza per formare il legame π. L atomo di C sarà ibridizzato sp 2 e la geometria molecolare sarà trigonale planare

6 Ossiacidi: H 3 PO 4 P: atomo centrale a cui si devono legare 1 atomo di O e tre gruppi -OH 3s 3p Poiché tutti gli atomi devono essere legati, e si devono formare 4 legami σ (i più forti), è necessario avere 4 e spaiati. In questo caso il livello 3d è solo di poco energeticamente superiore al 3p e al 3s, pertanto si può ipotizzare il seguente stato di valenza per l atomo di P. 3s

7 Ossiacidi: H 3 PO 4 Un e spaiato (d) si utilizza per formare il legame π. L atomo di P sarà ibridizzato sp 3 e la geometria molecolare sarà tetraedrica

8 Un caso difficile: HNO 3 tre e formano i 3 legami σ La formazione di doppi legami richiederebbe la promozione di uno degli e dell N dal livello con il numero quantico principale n = 2 a quello con n = 3 con creazione di uno stato di valenza: la differenza di E è troppo elevata

9 Un caso difficile: HNO 3 Si immagina il completo trasferimento di un e dall N all O con formazione di una specie con separazione di carica (carica formale):

10 Un caso difficile: HNO 3 Gli elettroni spaiati residui dell atomo di N e dell atomo di O si utilizzano per formare il legame π. L atomo di N risulta quindi ibridizzato sp 2 e le due possibili strutture di risonanza sono: