Concetti Chiave
- L'ozono (O3) ha legami che sembrano uguali, con lunghezza intermedia tra legame semplice e doppio.
- La struttura tradizionale non descrive accuratamente la molecola poiché gli atomi di ossigeno sono equivalenti.
- Esistono due forme limite, che differiscono solo nella posizione del doppio legame.
- L'ibrido di risonanza è la vera rappresentazione, risultante dalla combinazione delle forme limite.
- Le forme limite implicano una riduzione dell'energia e un aumento della stabilità della molecola.
Ibridi di risonanza
Prendiamo per esempio la molecola di Ozono, O3, dove sono appunto presenti tre atomi di ossigeno, uno dei quali è legato agli altri due attraverso un legame semplice (dativo) e uno doppio. Quest’ultimo dovrebbe essere più corto di quello semplice, eppure, i dati sperimentali, ci dimostrano che i due legami sono uguali e che la loro lunghezza è più o meno a metà tra quella di un legame semplice e uno doppio. In questo caso, la formula di struttura non è corretta, dal momento che gli atomi di ossigeno sono equivalenti e quindi, i loro elettroni dovranno comportarsi in maniera uguale tra di loro. Dato che nella molecola di ozono i due legami non sono distinguibili gli uni dagli altri, possiamo scrivere due strutture, che hanno come unica differenza la posizione del doppio legame. Queste due formule vengono chiamate forme limite, e la vera molecola è data dalla contribuzione di entrambe le formule, anche se nessuna delle due è quella reale, che viene chiamata ibrido di risonanza.
Le forme limite possono essere scritte se, quando scriviamo una formula di struttura, è necessario spostare una o più coppie di elettroni per formare uno o più doppi legami. La possibilità di scrivere formule limite implica una diminuzione dell’energia della molecola, ma anche un aumento della sua stabilità.
Domande da interrogazione
- Cosa indica la presenza di legami di lunghezza uguale nella molecola di ozono?
- Perché la formula di struttura dell'ozono non è corretta?
La presenza di legami di lunghezza uguale nella molecola di ozono indica che i legami non sono distinguibili e che la molecola è un ibrido di risonanza, risultante dalla contribuzione di due forme limite.
La formula di struttura dell'ozono non è corretta perché gli atomi di ossigeno sono equivalenti e i loro elettroni si comportano in modo uguale, rendendo i legami indistinguibili e richiedendo l'uso di un ibrido di risonanza per rappresentare accuratamente la molecola.
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