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  • Ibridazione O e N nell'acqua e nell'ammoniaca

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Roberto.
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Perchè in H2O e in NH3 rispettivamente l'osigeno e l'azoto sono ibridati sp3? Da quello che so l'ibridazione si riscontra in sostanze in cui gli atomi formano un numero di legami covalenti superiore al numero di elettroni spaiati posseduti.
Ora, l'ossigeno ha configurazione elettronica 1s2 2s2 2p4, e ha, quindi, due elettroni spaiati appartenenti a due dei tre orbitali p. Che motivo ha quindi di ibridarsi quando potrebbe direttamente legarsi all'idrogeno mediante due legami covalenti semplici? Stessa cosa per quanto riguarda l'azoto nell'ammoniaca
Ithaca
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Ciao Roberto!

L'azoto, atomo centrale della molecola di ammoniaca NH3, presenta tre elettroni spaiati nei suoi orbitali 2p, orbitali che si potrebbe pensare di usare per i legami con i tre atomi di idrogeno, lasciando il doppietto solitario nel 2s: la molecola che si otterrebbe in questo modo avrebbe la forma geometrica di una piramide con base triangolare e angoli di 90°; i dati sperimentali confermano la base triangolare, ma evidenziano che gli angoli non sono di 90°, bensì di 107,3° un valore prossimo ai 109,5° dell'angolo al centro di un tetraedro. Si deve dedurre perciò che anche l'azoto sia ibridato sp3 e che tre dei quattro orbitali siano occupati dai tre elettroni che vengono usati per i legami con gli atomi di idrogeno, mentre il quarto ospiti il doppietto solitario.
Stessa cosa vale per la molecola dell'acqua.

Spero di esser stata chiara! A presto ;)
Roberto.
Roberto. - Ominide - 5 Punti
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Si sei stata chiara ma mi manca un passaggio. So che secondo la teoria VSEPR le molecola dell'acqua e dell'ammoniaca devono avere forma tetraedrica con angoli di 109,5°; ma in base a cosa dici che lasciando il doppietto nel 2s la molecola che si otterrebbe avrebbe la forma geometrica di una piramide a base triangolare con angoli di 90°? E ancora, come posso riconoscere se in una molecola i legami sono covalenti o sono covalenti in seguito ad un ibridazione dell'atomo centrale? Per esempio in CO2 e in HCN C è ibridato sp? In BH3, e nei borati in generale, B è ibridato sp2?
Ci sono atomi che si ibridano più spesso di altri e atomi che non si ibridano mai?
Ithaca
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Non ho capito bene quello che chiedi, ma ti spiego ciò che ho capito della tua domanda.
Come ben saprai l'ibridazione dell'acqua non richiede uno spostamento di elettroni, in quanto tutti gli orbitali possiedono un elettrone. La mancata ibridazione provocherebbe nell'acqua due legami a 90° e, pertanto, risulterebbe instabile. Come ben saprai, inoltre, l'acqua ha una geometria planare.
Per una migliore spiegazione ti consiglio di dare un'occhiata qui:
http://www.chimicare.org/curiosita/la-chimica-dei-materiali/libridizzazione-degli-orbitali-atomici-le-10-cose-che-si-dovrebbero-sapere/

Per quanto riguarda l'anidride carbonica e l'acido cianidrico, la risposta è no. Il carbonio nell'acido cianidrico ha sì ibridazione sp, in quanto forma un legame triplo con l'azoto e un legame semplice con l'idrogeno, tipico dell'ibridazione sp. Diverso è per il carbonio nell'anidride carbonica che presenta ibridazione sp2.
Vi è un metodo semplice per capire l'ibridazione di un atomo: basta sapere il numero degli elettroni di valenza degli atomi e il numero di atomi legati all'atomo che prendiamo in considerazione (in questo caso il carbonio).
Il metodo è il seguente:
Atomo da ibridare = B + (A - B)/2

"A" rappresenta il numero di elettroni di valenza dell'atomo che andiamo a esaminare; "B", invece, il numero di elettroni di valenza del secondo atomo, in questo caso l'ossigeno.

A = 4
B = 2
Atomo da ibridare = 2 + (4 - 2)/2
Poiché l'anidride carbonica possiede tre orbitali ibridi, avremo che l'ibridazione del carbonio è pari a sp2.
Questo è un metodo che puoi utilizzare sempre.

Per quanto riguarda BH3: sì, il boro ha ibridazione sp2. Prova a fare il calcolo precedente ;)
All'ultima tua domanda, però, non vi è una risposta precisa, in quanto quella dell'ibridazione è una teoria per spiegare in maniera elettronica perché esistono determinati tipi di legame. Vi sono altre teorie sulla quale basarsi.

:hi
Roberto.
Roberto. - Ominide - 5 Punti
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Riformulo la domanda principale in altri termini, nonostante mi sia già stato molto di aiuto quello che hai scritto, vorrei capire bene il concetto. Tutti gli atomi vanno incontro ad ibridazione sp,sp2 o sp3 nella formazione di legami covalenti in qualsiasi caso? Anche H2 N2 ecc? Non c'è atomo che non si ibridi prima di legarsi covalentemente?
Ithaca
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Esatto Roberto, ti sei dato già la risposta, ovviamente laddove gli atomi possono legarsi.
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