Concetti Chiave
- La teoria VB si basa sull'ibridazione degli orbitali atomici, ma è criticata per non considerare le distorsioni dovute agli elettroni e le proprietà magnetiche di alcune molecole.
- La teoria dell'orbitale molecolare (OM) propone che gli orbitali atomici interagiscono per formare un numero uguale di orbitali molecolari con forme e energie diverse.
- Secondo la teoria OM, in molecole come H2 esistono due orbitali molecolari anziché uno, migliorando la descrizione della nuvola elettronica e delle proprietà magnetiche.
- La rappresentazione degli orbitali nella teoria OM è complessa, poiché si basa su funzioni d'onda matematiche che non sempre sono intuitive da visualizzare.
- Per la configurazione elettronica, gli elettroni occupano orbitali a bassa energia, il numero totale di orbitali molecolari è pari a quello atomico e si seguono specifiche regole per l'assegnazione degli spin.
Critiche alla teoria VB
La teoria VB interpreta le molecole attraverso il concetto di ibridazione, si possono però muovere alcune critiche a questa teoria: sovrappone semplicemente gli orbitali atomici, non considerando il fatto che gli elettroni potrebbero distorcere la forma dell’orbitale molecolare previsto; è incapace di spiegare le proprietà magnetiche di alcune sostanze, come ad esempio dell’O2, le quali sono legate ai doppietti elettronici solitari che non vengono presi in esame dalla teoria VB.
Teoria dell'orbitale molecolare
Si formulò così la teoria dell’orbitale molecolare OM che si basa sul fatto che gli orbitali atomici che interagiscono tra loro per formare un legame generano un ugual numero di orbitali molecolari che però hanno forma diversa poiché hanno energia diversa rispetto agli orbitali di partenza. Quindi, secondo la teoria OM, anche in H2 non vi è un unico orbitale molecolare come previsto dalla teoria VB, ma 2. La teoria OM dà quindi una descrizione migliore della distribuzione della nuvola elettronica, dell’energia di legame, delle proprietà magnetiche delle molecole, ma i risultati della teoria non sono facili da visualizzare perché espressi da dati matematici, infatti gli orbitali vengono descritti da una funzione d’onda.
Regole per la configurazione elettronica
Per visualizzare la configurazione elettronica di atomi e molecole bisogna quindi seguire delle regole: • gli elettroni occupano gli orbitali vuoti a più bassa energia; • il numero totale degli orbitali molecolari è uguale al numero di quelli atomici; • quando sono disponibili orbitali degeneri si inseriscono prima gli elettroni a spin parallelo e poi le coppie; in un orbitale vi sono massimo 2 elettroni, con spin antiparallelo.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali critiche alla teoria VB?
- In che modo la teoria dell'orbitale molecolare (OM) migliora la comprensione delle molecole rispetto alla teoria VB?
- Quali sono le regole fondamentali per la configurazione elettronica di atomi e molecole?
La teoria VB è criticata per sovrapporre semplicemente gli orbitali atomici senza considerare la distorsione degli orbitali molecolari e per la sua incapacità di spiegare le proprietà magnetiche di alcune sostanze, come l'O2, che coinvolgono doppietti elettronici solitari non considerati dalla teoria.
La teoria OM offre una descrizione più accurata della distribuzione della nuvola elettronica, dell'energia di legame e delle proprietà magnetiche delle molecole, affermando che ci sono più orbitali molecolari rispetto a quelli previsti dalla teoria VB, come nel caso di H2, dove si identificano due orbitali molecolari.
Le regole per la configurazione elettronica stabiliscono che gli elettroni occupano orbitali vuoti a bassa energia, il numero totale di orbitali molecolari è uguale a quello atomico, e negli orbitali degeneri si inseriscono prima elettroni a spin parallelo, con un massimo di due elettroni per orbitale con spin antiparallelo.
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