Concetti Chiave
- La chimica organica si concentra sui composti del carbonio, mentre la chimica inorganica include composti che non contengono carbonio, come ossidi e carbonati.
- I legami nei composti organici sono covalenti, con il carbonio che forma catene carboniose di varie lunghezze e geometrie.
- Esistono due tipi di legami: sigma (σ), formato dalla sovrapposizione degli orbitali lungo l'asse interatomico, e pi greco (π), che si forma dalla sovrapposizione laterale di orbitali p.
- La teoria dell'ibridazione descrive come gli orbitali atomici si combinano per formare orbitali ibridi, influenzando la geometria molecolare.
- I composti organici possono essere saturi o insaturi, a seconda della presenza di legami doppi o tripli, influenzando la loro reattività.
Chimica organica: si occupa di tutti i composti del carbonio, esclusi ossidi, carbonati, canuri e carburi.
Chimica inorganica e legami covalenti
Chimica inorganica: si occupa di tutti gli altri composti che non contengono il carbonio. Sono inclusi ossidi, carbonati, canuri e carburi.
Il carbonio è il secondo elemento a formare il maggior numero di composti. È un non metallo. Ha un'alta capacità di formare legami covalenti con altri atomi di carbonio. Forma così delle catene carboniose di varie lunghezze. Possono essere lineari o ramificate, aperte o chiuse ad anello. Una molecola organica comprende una catena idrocarburica (scheletro carbonioso). A questa si aggiungono uno o più gruppi funzionali. In ogni molecola, ciascun atomo di C instaura quattro legami covalenti con altri atomi.
Legami sigma e pi greco
Legame sigma (σ): sovrapposizione degli orbitali di due atomi lungo l'asse che congiunge i due nuclei.
Legame pi greco (π): sovrapposizione laterale di orbitali atomici di tipo p. Si sviluppano su due lobi allungati che si estendono al di fuori dell'asse che unisce i due nuclei.
Si instaura tra due atomi già uniti da un legame sigma, formando così legami doppi e tripli.
Legame doppio: formato da 1 legame σ e da 1 legame π, con due coppie elettroniche condivise.
Legame triplo: formato da 1 legame σ e da 2 legami π,con tre coppie elettroniche condivise.
Il C possiede 6 elettroni e ha 4 elettroni di valenza.
Teoria dell'ibridazione e geometria molecolare
Teoria dell'ibridazione: prima di instaurare il legame, gli orbitali atomici puri si trasformano in orbitali ibridi. Questi ultimi sono il risultato della combinazione di due o più orbitali atomici dello stesso atomo.
Il legame σ si forma a partire da orbitali ibridi. Il legame π si forma a partire da orbitali non ibridi di tipo p.
Gli orbitali ibridi hanno uguale forma ed energia. Si dispongono in modo da minimizzare l’energia di repulsione tra gli elettroni di legame, rendendo uguali le reciproche distanze tra essi (è possibile prevedere la disposizione geometrica degli atomi legati al C in base al numero di legami σ intorno a ogni atomo di C).
Geometria e legami del carbonio
C legato a 4 atomi: 4 legami semplici σ. 1 orbitale s + 3 orbitali p = 4 orbitali ibridi sp3. Geometria tetraedrica: angoli di legame tra gli orbitali ibridi di 109,5°.
C legato a 3 atomi: 2 legami semplici e 1 doppio (3 σ e 1 π). 1 orbitale s + 2 orbitali p = 3 orbitali ibridi sp2. Geometria trigonale planare: angoli di legame tra gli orbitali ibridi di 120°.
C legato a 2 atomi: 1 legame semplice e 1 triplo (2 σ e 2 π). 1 orbitale s + 1 orbitali p = 2 orbitali ibridi sp. Geometria lineare: angoli di legame tra gli orbitali ibridi di 180°.
Rotazione e classificazione dei composti organici
Allo stato liquido e aeriforme la catena può rotare su se stessa intorno ai legami semplici (a causa dell’agitazione termica). La rotazione intorno al legame doppio non avviene a meno che non si rompa il legame π.
I composti organici vengono classificati in base alla presenza di legami doppi o tripli nello scheletro carbonioso.
Saturo: i legami nella catena sono tutti semplici. → Vi è legato il massimo numero possibile di atomi.
Insaturo: nella catena sono presenti uno o più legami doppi o tripli. → Si possono aggiungere altri atomi rompendo i legami π.
Domande da interrogazione
- Qual è la principale differenza tra chimica organica e chimica inorganica?
- Come si formano i legami covalenti nei composti organici?
- Qual è la differenza tra legami sigma e legami pi greco?
- Cosa implica la teoria dell'ibridazione nella formazione dei legami?
- Come si classificano i composti organici in base ai legami presenti?
La chimica organica si occupa dei composti del carbonio, esclusi ossidi, carbonati, canuri e carburi, mentre la chimica inorganica riguarda tutti gli altri composti che non contengono carbonio, inclusi ossidi e carbonati.
Nei composti organici, gli atomi sono uniti da legami covalenti, e ogni atomo di carbonio instaura quattro legami covalenti con altri atomi, formando catene carboniose di varie lunghezze.
Il legame sigma (σ) si forma dalla sovrapposizione degli orbitali lungo l'asse che unisce i nuclei, mentre il legame pi greco (π) si sviluppa dalla sovrapposizione laterale di orbitali p, formando legami doppi e tripli.
La teoria dell'ibridazione suggerisce che prima di instaurare un legame, gli orbitali atomici puri si combinano per formare orbitali ibridi, che hanno uguale forma ed energia, influenzando la geometria molecolare.
I composti organici si classificano come saturi, se contengono solo legami semplici, o insaturi, se presentano uno o più legami doppi o tripli, il che consente l'aggiunta di altri atomi rompendo i legami π.
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