Appunti di chimica Ingegneria Meccanica Sgarbossa pages 64 95

Molecole biatomiche X₂

X → 1^o o 2^o periodo

Ψ_OH = C₁Ψ_1s1 + C₂Ψ_1s2

C₁ = C₂

C₁ = -C₂

∫_V=∞^V=0 |Ψ_OH|²dV = 1

Orb. atomici 1s

Orb. molecolare

Sovrapposizione

Ε_σ^*

Massima stabile

E_σ + E_σ^* - 2E_1s → E_1s = ^{E_σ + E_σ*}⁄₂

Conf. H₂ = σ_1s²

Orb. antilegante o di antilegame σ_1s

Orb. legante o di legame σ_1s

Molecole biatomiche X₂

Orb. 1

Orb. molecolare

E₀ + E_σ* - 2E_1s → E_1s = _{Eσ + Eσ*}⁄₂

Conf. H₂ = σ_1s²

E_H

E_H

2E_∞

σ_H*

σ_1s

L'φ OH

C₁ = C₂

C₁ = -C₂

∫ OH |Ψ_OH|² dV = 1

Max |Ψ_OH|²

Orbitale antilegante

Orbitale legante

σ_1s

Ψ_OH = C₁ Ψ_1s1 + C₂ Ψ_1s2

Orbitale antilegante o di antilegame

Orbitale legante o di legame

Es He2

E_s E_σ He(2s) He2(1s)_g σ_1s σ_1s^*

O_s

E_σ* + E_σ = E_s

Gli atomi tendono a stare separati

Ordine di legame

Ordine di legame (O.L.)

O_L = (n. e_leg. - n. e_anti.leg.) / 2

= d.: il numero di coppie di e^- ha un effetto stabilizzante sulla struttura della molecola

Es. O.L._H2 = (2 - 0) / 2 = 1 per coppia di e^- che stabilizzano la molecola

(Corrisponde al n° di legami secondo la teoria V.B)

Per gli elementi del 2° periodo

E_p

2S([He] 1s²)

K

Dalla combinazione possono contribuire solo gli orb. di valenza

Quindi si combinano tra loro Ψ atomici più simili in E e corretta simmetria

• 2S - 2S
• 2Px - 2Px
• 2Py - 2Py
• 2Pz - 2Pz

8 Ψ_OM

2s - 2s

σ_2s

σ_2s^*

2p_x - 2p_x

σ_2p

σ_2p^*

2p_y/z - 2p_y/z

π_2p

π_2p^*

σ_2s σ_2s^* σ_2p σ_2p^* π_2p π_2p^*

(4)(2)

Eπ_2p = Eπ_2p

Eπ_2p^* = Eπ_2p^*

Es. N₂

Se e^- x 2 -> 10 e^-

Es. O₂

6 e^- x 2 -> 12 e^-

Proprietà magnetiche delle molecole

Definiamo:

• Paramagnetica (O₂)
• Diamagnetiche (N₂)

Legame metallico

Coinvolge elementi a SX della T.P.

Di solito di bassi EN cioè con e del guscio di valenza.

Nel loro guscio di valenza non dispongono di un numero sufficiente di e spaiati per poter fornire legami covalenti che permettano di raggiungere la config. stabile del G.N. successivo.

Danno strutture reticolari estese (cristalline) nelle quali

Tendono ad occupare il massimo spazio possibile

Reticoli compatti es. sfere in una cassa

Ogni atomo può interagire con un elevato numero di altri atomi (fino a 12)

Gli orb. atomici possono interagire e combinarsi nella formazione di orbitali molecolari

Orbitali di Bloch

Li Be LiLiLi

QL = 1

O.L. = _NA

Bande di orbitali

Teorie delle bande

Applicazione della teoria dell'O.M. a sistemi reticolari estesi con la formazione di orbitali molecolari reticolari (o di Bloch).

Banda di valenza

Banda formata dai livelli di carico e di valenza dello stato fondamentale.

Banda di conduzione

Banda formata dai livelli vuoti allo stato fondamentale che possono permettere il disaccoppiamento di e^- e il raggiungimento di E_e