Appunti sesta lezione di Chimica

Due atomi di elementi non metallici, quindi entrambi con una elettronegativitá abbastanza rilevante, possono mettere in comune i loro elettroni. Condividerli in orbitali molecolari, estesi a entrambi gli atomi, in modo da legarsi e formale il legame covalente.

[1] Se gli atomi sono tra loro uguali avremmo un orbitale molecolare simmetrico. [2] Se i due atomi sono diversi, con uno dei 2 più elettronegativo dell'altro, in generale avremo una nube elettronica, un'orbitale molecolare, spostato. La carica negativa concentrata sull'atomo più elettronegativo, e l'altro che rimane parzialmente scoperto e quindi ha una parziale carica negativa.

[2] Questo può dare luogo alle forze di van der Waals, quindi ad attrazione tra le cariche.

Se abbiamo atomi metallci, ho un legame tra un metallo e un non metallo. Il metallo è in generale molto meno elettronegativo del non metallo, quindi potremmo portare all'estremo l'impostazione polare e dire: un metallo cede completamente il suo elettrone e il non metallo lo acquista. In questo modo abbiamo due ioni, che poi si attraggono.

Noi abbiamo sempre una situazione che ha una parte di carattere covalente è una parte di carattere ionico

Na_(s) + 1/2 Cl₂(g)

Li sottopongo a dei passaggi

Na_(s) (vaporizzo (energia)) → Na_(g)

Potenziale di ionizzazione

strappo e⁻ → Na⁺_(g)

1/2 Cl₂(g) (energia di dissociazione)

rompo il legame

Cl₂(g) (affinità elettronica) cedo e⁻ → Cl^-_(g)

NaCl_(s)

Formare un reticolo

Na⁺ Cl^-_(g)

(molecola fatta da 2 ioni)

Invece di attrarsi semplicemente fra due ioni, si dispongono in un reticolo tridimensionale in cui ogni ione di una certa carica sia circondato da un certo numero di ioni di carica opposta (il cui numero dipende dalla struttura degli ioni). Questa è più conveniente, dal punto di vista energetico, il sistema diventa molto più stabile, ci sono molte più attrazioni. Quando abbiamo un legame tra metalli e non metalli, il sistema che si ottiene si può descrivere come: formato da ioni disposti in un reticolo solido cristallino ordinato, in cui gli ioni sono disposti ordinatamente in maniera da massimizzare le attrazioni e minimizzare le repulsioni, ovvero cercando di essere a contatto con il maggior numero possibile di ioni di carica opposta senza però venire a contatto con ioni di carica uguale.

Ne consegue che i legami ionici, quindi tra metalli e non metalli, saranno sempre solidi e inoltre avranno anche le caratteristica di fondere a temperature che saranno non inferiori a 600°.

Quindi una volta che verrà costruita questa struttura cristallina solida per formarla sarà necessario separare tra loro gli ioni, rompere tutte le queste attrazioni ioniche che ci sono all’interno, ovvero l’energia reticolare (= energia che tiene insieme questi reticoli)

legami metallici

si instaura tra atomi che hanno bassa elettronegatività.

Il litio diversamente dal idrogeno non raggiunge l'ottetto. Il litio ha 3 orbitali vuoti che non si riempiono, allora quello che farà sarà di mettere insieme molti atomi:

prendiamo una mole di atomi di litio con orbitale 2S, tutti della stessa energia e tutti i loro orbitali 2S contengono un elettrone. Questi atomi si dispongono quanto più possibile vicine tra loro, in maniera che questi orbitali riescano a sovrapporsi efficacemente e si combinino a formale degli orbitali molecolari. Siccome tutti gli atomi di litio collaborano a formare questi orbitali molecolari, mettendoci i loro orbitali atomici, gli orbitali molecolari che si formano saranno orbitali molecolari delocalizzati, condivisi fra tutti questi atomi. In particolare metà di questi saranno leganti (energia inferiore) e l'altra metà antileganti (energia superiore). All'inizio diversi atomi avevano tutti orbitali 2S, una volta che si è creata la struttura unica, in questa strutturagli orbitali molecolari devono essere tutti di energie diverse. Si creano quindi delle cosiddette bande di orbitali molecolari delocalizzati leganti e antileganti, il numero di orbitali non deve variare (se sono partita da n orbitali atomici iniziali ho creato n orbitali molecolari delocalizzati).

un orbitale libero in questo modo assorbe energia e questa energia diventa l'energia cinetica dell'elettrone che a quel punto si muove lungo il campo elettrico. Questo vuol dire che conducono, perché hanno tutti questi livelli vicini accessibili e quindi gli elettroni possono molto facilmente assorbire energie di qualsiasi valore, saltare e condurre.

In un metallo abbiamo visto che le bande leganti e antileganti sono in generale sovrapposte per cui l'elettrone può fare quello che vuole. In certi casi però le bande piene e vuote sono separate da una piccola differenza di energia detto Gap, che il caso di semiconduttori. Se il GAP (=differenza di energia tra le bande piene le bande vuote) è troppo alta allora abbiamo un isolante.

Le leghe hanno proprietà meccaniche migliori rispetto ai metalli puri.

Proprietà metalli

• durezza e resistenza
• materiali elastoplastici
• microcristallini
• alta densità
• effetto fotoelettrico
• isotropi
• conducibilità
• leghe