Chimica organica

STRUTTURE A SEGMENTI:

Non si specifica il CH3 e sono stati omessi

tutti gli idrogeno.

Ci sarà un momento che dove dovremo

esplicitare questi idrogeni, perché la catena

a segmenti coincide con il piano, tutto ciò

che esce fuori si deve rappresentare con

un cuneo pieno, ciò che va dentro o sotto il

piano si rappresenta con un tratteggio.

GEOMETRIA MOLECOLARE - MODELLO VSEPR

(repulsioni fra coppie elettroniche del

guscio di valenza)

Importante considerare le coppie di

legame, che sono delle nuvole

elettroniche e anche il doppietto.

Quali sono le geometrie?

• Quando sono interessati due legami

possono mettersi a 90 gradi ? No,

si allargano e quindi il legame, lineare.

l’angolo di legame è di 180 gradi. Quindi una geometria

• Se sono tre legami interessati e nessuna coppia di elettroni di non legame? Avremo una

planare trigonale,

geometria si allargheranno e avremo un angolo di 120 gradi (BF3)

• Se sono quattro legami interessati? Angolo tetraedo sul poligono regolare è di 109,5 e la

tetraedica.

geometria

• Se sono cinque legami interessati? I primi tre generano un piano triangolare e i vertici vanno a

bipiramide triangolare.

confluire e abbiamo una dove coincide una base L’unica maniera per

diminuire interazione elettrostatica tra i cinque.

• Se fossero sei i legami? Atomi centrale che si trova dentro un quadrato con sei , chiudendo

ottaedro.

tutto si ottiene un

ORBITALE S:

Orbitale s è una sfera con un nucleo al centro. Nel l’orbitale abbiamo la probabilità di trovare

l’elettrone. Un orbitale 2s essendo più lontano dal nucleo ha una dimensione maggiore, mentre la

densità elettronica è minore rispetto al 1s.

ORBITALI P:

I p assomigliamo a due lobi, I due lobi hanno fasi opposte, indicati con segno+ e -. Il nodo è un

piano nodale.

piano,

Un orbitale atomico circonda un atomo, mentre un orbitale molecolare una molecola

Orbitale molecolare dx rive una regione nello spazio intorno alla molecola dove è possibile

trovare un elettrone.

GEOMETRIE CON I DOPPIETTI:

Dove per esempio biossido di zolfo, ha due doppietti quindi viene attribuita una forma angolare o

ripiegata.

NH3 se non considero il doppietto, questi atomi sono distribuiti come una piramide triangolare,

ma azoto è del quinto gruppo, quindi non possiamo mostrarla così, ma dobbiamo ricordarci che

lei up ha un orbitale ibrido sp3 e possiamo disegnarla come un tetraedo.

-Se consideriamo le coppie di elettroni di legame più i doppietti non condivisi le definiamo

geometrie forme

-Se escludiamo i doppietti non condivise le chiamiamo

• Numero sterico: è la somma tra coppie di elettrone di legame e coppie non condivise.

• Numero sterico = 2 può fare due legami: geometria lineare

• Numero sterico= 3 può fare tre legami con nessun doppietto condiviso, ma se fosse con

un unico doppietto non condiviso occupa uno spazio, se lo considero è sempre trigonale

planare. Ma se non mi consideri posso chiamarlo angolare.

• Numero sterico= 4 può fare 4 legami (tetraedico), ma se ci fosse un doppietto non

condiviso (ammoniaca) e non lo considero e trigonale piramidale.

Con un atomo centrale chiamato e due sostituenti chiamati x e due doppietti (è tetraedico/

due legami e due coppie non condivise) chi è ACQUA.

!Ibridazione! sp3

-Ho combinato dal punto di vista matematico un orbitale di tipo s con tre orbitali p

sp2

-Ho ibridato un orbitale s con due p sp

-Ho ibridato un orbitale s con uno p

FORMAZIONE DI UN LEGAME SIGMA!

Nella formazione di un legame sigma, io posso avere una sovrapposizione frontale di tutti

questi orbitali

Il legame della molecola di idrogeno H2, immaginiamo che i due atomi di idrogeno si incontrino:

quando orbitale 1s di uno si incontra con 1s dell’altro atomo di H, i due si sovrappongono. Man

mano che si avvicinano, l’entità della sovrapposizione aumenta fino a che non si combinano per

formare un orbitale molecolare. Il legame covalente che si forma dalla sovrapposizione prende il

sigma.

nome di legame

Quando i due si sovrappongono si libera energia, perché l’elettrone di ogni atomo è attratto dal

suo nucleo e dal nucleo dell’altro. Quello che tiene insieme gli atomi è l’attrazione degli elettroni

negativi.

ORBITALI DI LEGAME E DI ANTILEGAME

Sono le proprietà ondulatorie degli elettroni a causare la formazione di due orbitali molecolari.

molecolari di legame.

-I due orbitali se si combinano in maniera costruttiva si dice:orbitali

-i orbitali di antilegame.

due orbitali si combinano in maniera distruttiva :

ORBITALI DI LEGAME PI GRECO:

Quando invece gli orbitali ibridi sono paralleli tra loro, e la parte laterale di uno si sovrappone alla

avremo orbitali di tipo pi greco.

parte laterale dell’altro,

Dalla combinazione di orbitali atomici si formano orbitali ibridi.

-BeH2 molecola lineare e si lega lateralmente agli idrogeni.

Cosa fa il berillio? Nell’ultimo livello ha due elettroni, come fa a fare Il legame?

Se per il principio di Pauli possiamo avere solo due elettroni per legame, come fa il berillio un

legame? Può promuovere un elettrone sul orbitale di tipo p, passare in una configurazione

elettronica nello stato eccitato. Combinazione lineare degli orbitali s con quelli p forma di due

nuovi orbitali sp (opposti tra loro con un angolo di 180 gradi).

Stessa cosa per il boro, terzo gruppo, tre elettroni di valenza di nuovo la configurazione allo stato

fondamentale non ci fa capire come il boro può fare tre legami perché avrebbe spazio solo per un

atomo da accoppiare con spin opposto il proprio elettrone, quindi fare un unico legame.

Ma BH3 AlCl3 tutti del terzo gruppo , come è possibile?

Teoria del ibridazione: promuovere elettrone in un stato eccitato. Unire una combinazione

lineare e formare tre nuovi orbitali degeneri. Pronti per ricevere un atomo, che con il propio

spin opposto entra in condivisione per formare nuovi legami e formare una struttura.

Perché alluminio o il tricloruro di alluminio sono considerati acidi di Lewis?

Perché c’è orbitale p puro? Da dove esce il p puro?

Ha tre elettroni sull’ultimo livello, avviene ibridizzazione, viene promosso un elettrone sul

orbitale di tipo s e passa sul p.

Passa allo stato eccitato, ibridizzo i tre orbitali una di tipo s e tre di tipo p.

Dove li metto?

Ibridizzo uno di tipo s e uno di tipo p e li posiziono tra s e p.

Dopodiché occupo un orbitale con il propio elettrone, mi rimane quello libero che si chiama

orbitale p puro. Occupano un piano trigonale planare, mentre l’orbitale p puro lo posiziono invece

perpendicolare al piano.

Se metto BH3+ e NH3, NH3 essendo simile come struttura si va a posizionare sul orbitale p puro,

avrò una base che donerà a un acido di Lewis che è una specie che lo riceve.

Passiamo al B che è di tipo sp2, cambia la

sua ibridazione?

Si perché il p puro non rimane più puro, e

quindi diventa sp3 per via della repulsione.

Zona rossa parte del orbitale sp3 ibrido.

-NH3 quando ha donato un doppietto a un

ipotetico H+, non cambia nulla, rimane

sempre tetraedico. Quello che cambia è la

mappa di potenziale idrostatico. Qui è una

base pronta a donare il doppietto, mentre

dopo diventa un acido. Cambia la densità elettronica, quando è rosso si comporta da base che

dona il doppietto, quando è azzurro si comporta in modo contrario. Vuole perdere il protone e

ritornare NH3. acqua ibridata sp 3, può essere descritto dentro un tetraedo regolare, ma se

ATTENZIONE:

andiamo a vedere l’angolo è molto più ridotto rispetto all’angolo di legame del carbonio

tetraedico.

Perché la descrizione di questi orbitali, proprietà geometrica di incontrare elettroni nello

spazio, occupano una spazio maggiore. Sono un po’ più grandi e forzano il legame OH a

restringere l’angolo di legame a 105.

Questi doppietti esistono e si devono considerare! Perché se noi non considerassimo i

doppietti l’angolo che si forma è di 109.

Un discorso diverso e per il fosforo, PCl5 bipiramidale planare, ma bisogna fare attenzione!

Tutto dipende da quanti legami fa, perché il fosforo può avere un espansione degli orbitali d e fare

un altro ibridizzazione sp3d.

Cosa fa il fosforo ?

Si trova nel quinto , sotto l’ azoto, fa una cosa in più, può lavorare anche con il livello numero

quantico =3 quindi con gli orbitali d.

Stesso discorso per lo zolfo, si trova sotto ossigeno, ha sei elettroni. Manda due elettroni sul

orbitale d per fare sp3d2. Li distribuisco nello spazio per fare un quadrato planare e due atomi

sotto per formare un ottaedro.

IBRIDAZIONE DEL CARBONIO SP SP2 SP3

LEGAMI DEL ETANO: CH3CH3

Nel etano ogni carbonio è legato a 4 atomi. Tutti i legami del etano sono legami singoli.per legarsi

ai quattro atomi il carbonio usa ibridazione sp3. Un orbitale sp3 di un carbonio si sovrappone a un

orbitale sp3 dell’altro carbonio.

Quindi il legame C-C è formato dalla sovrapposizione sp3 -sp3, mentre C-H dalla sovrapposizione

di sp3- s.

LEGAMI DELL’ETENE CH2CH2:

Ogni carbonio forma 4 legami, ma è legato solo a tre atomi. Per legarsi a tre atomi il c ibrida tre

orbitali atomici: un s e due p. Otteniamo così sp2. Dopo ibridazione ogni C ha tre orbitali sp2

degeneri è un p non ibridato. Per minimizzare la repulsione i tre orbitali sp2 devono allontanarsi il

più possibile.per questo gli assi sono nello stesso piano e sono orientati verso gli angoli di un

triangolo equilatero con il carbonio al centro. 120gradi. Carbonio trigonale planare.

Orbitale p non ibridato è perpendicolare al piano.

Uno dei legami si origina dalla sovrapposizione di un sp2 di un carbonio con so2 dell’altro, mentre

l’altro legame dalla sovrapposizione laterale dei p.

LEGAMI DELL ETINO:

I due Carboni dell etino formano un triplo legame, ogni carbonio forma 4 legami, ma è legato solo

a due atomi: un H e una,tra C. Si ibridano solo un orbitale s è uno p formando sp degeneri.

Ognuno dei due perciò ha due orbitali sp è un p non ibridato. Per minimizzare l’attrazione sp

puntano in direzioni opposte e i p sono perpendicolari agli sp.

Uno dei due sp di un C si sovrappone al sp dell’altro per formare un legame sigma C-C. L’altro

orbitale sp si sovrappone al orbitale s di un H per formare un legame sigma C-H.

LUNGHEZZA DI LEGAME:

Perché questa differenza di lunghezza di legame, che porta a una forza diversa del legame.

Erano che ha 1.54 mentre alcuno ha 1.2 amstrong. Dipende dalla quantità di orbitali, qual’è il

c