Concetti Chiave
- La teoria di Lewis, pur essendo utile, presenta limitazioni nella descrizione di alcune molecole che non seguono la regola dell'ottetto.
- La teoria del legame di valenza spiega i legami come sovrapposizioni di orbitali incompleti, portando alla formazione di legami sigma e pi greco.
- Il legame sigma si forma attraverso la sovrapposizione frontale degli orbitali, mentre il legame pi greco avviene lateralmente tra due orbitali p.
- La teoria dell'orbitale molecolare offre una visione più completa delle molecole, considerandole come entità con nuclei circondati da orbitali molecolari.
- Questa teoria migliora la comprensione delle proprietà molecolari, evidenziando la stabilità degli elettroni negli orbitali molecolari rispetto agli orbitali atomici separati.
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.)
Che cos'è la teoria del legame di valenza?
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. Per la formazione di questo tipo di legame, i due atomi si avvicinano e sovrappongono i loro orbitali incompleti in modo da condividere gli elettroni e completarli entrambi. I due orbitali atomici si fondono insieme formando un orbitale molecolare di legame. Il legame di questo tipo prende il nome di legame sigma σ e può avvenire tra due orbitali s, un orbitale s e un orbitale p (probabilmente anche tra due p). Nel legame sigma σ la sovrapposizione degli orbitali atomici avviene frontalmente, lungo l’asse che unisce i due nuclei.
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
- Qual è la principale limitazione della teoria di Lewis riguardo ai legami chimici?
- Come si forma un legame secondo la teoria del legame di valenza?
- Qual è la differenza tra legame sigma e legame pi greco?
- In che modo la teoria dell'orbitale molecolare migliora la comprensione delle molecole?
La teoria di Lewis, che si basa sulla regola dell'ottetto, non è del tutto affidabile poiché alcune molecole non soddisfano le sue caratteristiche, portando alla necessità di altre teorie come quella del legame di valenza e dell'orbitale molecolare.
Secondo la teoria del legame di valenza, i legami si formano quando due atomi si avvicinano e sovrappongono i loro orbitali incompleti, condividendo elettroni e formando un orbitale molecolare di legame, noto come legame sigma (σ).
Il legame sigma (σ) si forma attraverso la sovrapposizione frontale degli orbitali atomici, mentre il legame pi greco (π) si forma tramite la sovrapposizione laterale di due orbitali p.
La teoria dell'orbitale molecolare descrive le molecole come entità costituite da nuclei circondati da orbitali molecolari, permettendo di spiegare proprietà di alcune molecole che non possono essere comprese attraverso la sola teoria del legame di valenza.
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