Concetti Chiave
- La teoria di Lewis e la regola dell'ottetto non riescono a spiegare tutte le caratteristiche delle molecole, portando a considerare altre teorie basate sulla meccanica ondulatoria degli orbitali.
- La teoria del legame di valenza descrive l'unione degli atomi tramite la sovrapposizione di orbitali incompleti, formando un orbitale molecolare di legame, noto come legame sigma (σ).
- Il legame π (pigreco) si forma quando la sovrapposizione degli orbitali p avviene lateralmente, anziché frontalmente come nel legame sigma (σ).
- La teoria dell'orbitale molecolare interpreta le molecole come entità formate da nuclei circondati da orbitali molecolari, più stabili rispetto agli orbitali atomici separati.
- Nella teoria dell'orbitale molecolare, gli elettroni occupano i livelli più stabili, tendendo a distribuirsi singolarmente e con spin paralleli all'interno degli orbitali molecolari.
Legami chimici
Lo studio approfondito del legame chimico secondo la teoria di Lewis, seguendo la regola dell’ottetto, non è del tutto affidabile. Vediamo infatti che alcune molecole non soddisfano le caratteristiche esplicitate nella sua teoria. Esistono quindi altre due teorie basate sulla meccanica ondulatoria dell’orbitale: la teoria del legame di valenza, e la teoria dell’orbitale molecolare.
TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA (legame σ=legame covalente) (legame π=legame covalente doppio ecc.)
Secondo la teoria del legame di valenza non è più la stabilità dell’ottetto che spinge gli atomi ad unirsi, ma la saturazione di orbitali esterni incompleti.
In molte altre molecole la sovrapposizione dei due orbitali p (solo di due orbitali p) non avviene in modo frontale come per il legame sigma, ma avviene lateralmente, parallelamente. Il legame che si forma prende il nome di legame π (pigreco).
Teoria dell'orbitale molecolare
La teoria del legame di valenza riesce a spiegare un buon numero di strutture molecolari, ma ancora non basta: alcune molecole presentano proprietà che non sono spiegabili tramite la teoria del legame di valenza. Per questo due scienziati hanno proposto una nuova teoria, quella dell’orbitale molecolare, che applica alle molecole i principi della meccanica ondulatoria. La molecola non viene più descritta come un insieme di atomi legati tra loro solo attraverso la sovrapposizione degli orbitali, ma viene interpretata come un’entità costituita da un insieme di nuclei (tanti quanti gli atomi) circondati dagli orbitali molecolari che accolgono tutti gli elettroni appartenenti agli atomi di partenza. La formazione di questa molecola ovviamente può essere possibile solo quando l’assetto degli elettroni in orbitali molecolari è più stabile dell’assetto degli elettroni in orbitali atomici separati. Non è possibile spiegare in che modo vengano determinati gli orbitali molecolari, ma in generale gli elettroni si distribuiscono occupando prima i livelli più stabili, tendendo a occupare orbitali singolarmente e con spin paralleli, occupando al massimo un orbitale in due.
Domande da interrogazione
- Quali sono le limitazioni della teoria di Lewis nel descrivere i legami chimici?
- Come avviene la formazione di un legame sigma secondo la teoria del legame di valenza?
- In che modo la teoria dell'orbitale molecolare differisce dalla teoria del legame di valenza?
- Qual è il principio fondamentale per la distribuzione degli elettroni negli orbitali molecolari?
La teoria di Lewis, basata sulla regola dell'ottetto, non riesce a spiegare tutte le caratteristiche delle molecole, rendendo necessarie altre teorie come quella del legame di valenza e dell'orbitale molecolare.
Nella teoria del legame di valenza, un legame sigma si forma quando due atomi sovrappongono frontalmente i loro orbitali incompleti, condividendo elettroni per completare entrambi gli orbitali.
La teoria dell'orbitale molecolare descrive le molecole come entità con nuclei circondati da orbitali molecolari, mentre la teoria del legame di valenza si basa sulla sovrapposizione degli orbitali atomici.
Gli elettroni si distribuiscono occupando prima i livelli più stabili, tendendo a occupare orbitali singolarmente con spin paralleli, e al massimo due elettroni per orbitale.
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