Lezione 5 di Chimica generale e inorganica

Ma oggi il termine aromatici non è utilizzato per indicare l'odore ma un livello di stabilizzazione dell'intera

grazie alla

molecola, contribuzione degli orbitali, ed è il numero degli elettroni è molto particolare perché

può essere 6, 10, 14.

teoria degli

Per concludere la orbitali molecolari c'è una teoria che riguarda il legame metallico.

Il legame metallico e quello che troviamo in una barra di metallo, che può essere metallo puro, come oro

puro, o può essere una Lega di metallo, quindi da qualsiasi miscela di due elementi metallici come il bronzo

l'ottone.

In un metallo la situazione legame particolare, infatti si da il modello del mare di elettroni: infatti

qualitativamente un metallo è descritto( Se immaginiamo un metallo semplice con pochi elettroni da fornire

2 1,

nello stato di valenza); Prendiamo in considerazione il litio che il metallo più semplice infatti è 1s 2s Dove

2

l'orbitale di core els e non partecipa al legame, mentre l'elettrone che partecipa al legame è uno solo

ed è quello dell'orbitale 2s; Nel litio metallico abbiamo un solo elettrone che partecipa alla formazione del

legame, ci si immagina che il modello del litio metallico e degli altri ioni metallici e che il litio diventa litio più

2

quindi ls e l'elettrone che cede va a far parte della struttura Cristallina di ioni litio, cationi, che non

potrebbero rimanere soli perché si respingerebbero essendo tutti carichi positivamente perciò gli elettroni

dal litio

vanno a permeare tutto il reticolo. Quindi l'elettrone viene ceduto di cui non fa più parte ma

appartiene all'intero blocco di litio. Un cubetto deliziò e quindi un'unica grande molecola nell'acquario gli

elettroni vengono messi tutti insieme a formare il mare di elettroni, per perde l'appartenenza a uno specifico

vengono

atomo; In tutto il blocco metallico tutti gli elettroni 2s messi insieme a formare il collante dei cationi.

Questo è un modello qualitativo, E la teoria degli orbitali molecolari spiega tutto ciò in un modo intuitivo

porta ana definizione del

attraverso un passaggio logico che legame metallico.

g

attimo di

Un litio solo avrebbe una configurazione 2LlQ!l il suo elettrone, e e aggiungo un'altra molecola

di litio, che chiamo litio due; E nella molecola litio due ci saranno due atomi che portano ciascuno un

anti legante

orbitale2~ questi due orbitali daranno un orbitale legante e uno la cui energia sarà

inserisco dell'orbitale

equamente distribuita. Nella molecola litio due dovrò mettere due elettroni che

il

elegante

rimarrà libero anti forma

legante e perciò orbitale quindi si legame litio litio, abbiamo formato

di litio

la molecola due ma non siamo ancora ad un blocco metallico.

Se aggiungiamo un altro atomo di litio otteniamo la molecola litio tre, dove si prende un orbitale di valenza

per ogni atomo di litio e li combino ottenendo tre orbitali, quando gli orbitali sono dispari e presenti un

orbitale legante anti legante rum..

e uno e uno che rimane a livello dell'orbitale di partenza e si chiama

~ ordine con

di non legame. Questi orbitali si riempiono in tre elettroni.

Se estendo questo ragionamento ad una mole di litio, avrà un numero di avogadro di atomi di litio, e ognuno

di loro partecipa con un orbitale, quindi avremo un numero di avogadro di orbitali 2s, che se combinati si

formerà il numero di avogadro di nuovi orbitali, di cui la metà leganti e la metà anti leganti( Man mano che

aggiungo orbitali questi si schiacciano poiché non posso andare all'infinito per quanto riguarda l'energia,

banda di orbitali);

quindi abbiamo tanti gradi messi vicini a formare una Del numero di avogadro di orbitali

banda

la metà si riempiono, poiché si mette due elettroni in ogni orbitale;questa metà occupata si chiama la

di valenza, banda di conduzione.

mentre gli orbitali vuoti si chiamano Il numero di avogadro gli atomi darà

ayggadrg quei

origine ad un legame di ordine che corrisponde a metà del numero di legami sono su tutta la

29

sono elettroni di valenza, negli orbitali leganti sono 8 antilegantj -sono 6/2=1 ordine di legame; se faccio

steso ragionamento per l'ossigeno ottengo ordine di legame 2 dove (schema uguale ma._am riempio con

elettroni d i ~ doppio legame, che va bene anche perché l'energia di dissociazione è maggiore di quello

del fluoro che è singolo

N.b comportamento magnetico

e

Esso si divide in 2 categorie in moltP sottoçategorje • il comportamento magnetico di una sostanza si misura

oggetto

con una bilancia che ci indica peso del!' registro il numero es 10 g, poi metto calamita sotto alla

e

bilancia che attirerà l'oggetto aumentando il peso registrato dalla bilançja • 9!!i!!!!! se accade questo

fenomeno significa che è mentire quelle che non vengono attratte sono

paramagnetiche diamagnetiche.

b.o.

Le calamite attraggono o respingono, quindi se metto pezzo di legno sulla bilancia e sotto un magnete,

noto che c'è una leggera ripulsione, che non si apprezza ad oççhjo quindi il pezzo di legno diminuisce di poco

diamagnetiche è

il suo valore, perché effetto molto leggero.

Emepericamente posso sapere la natura delle sostanze con le molecole mentre chimicamente le sostanze

qqqqiqtife hanno completato ~ o g n i elettrone è un magnete,

dimoqneti che hanno gli elettroni tutti

i:'..è.

se ne sono 2 antiparalleli si annullano); si

se invece ho elettroni non oppoioti ho effetti paramagnetico,

crea effetto magnetico, notabile anche perché il numero di elettroni è grosso.

L'ossigeno dell'aria è paramagnietico perché 2 elettroni non appaiati ma su orbitali diversi per la regola di

Hund, ma l'ossigeno gassoso è così veloce che l'effetto magnetico è nullo; ma invece quando è liquido.

..

,

Questa teoria è molto potente piaga comportamento magnetico, ordine ~ntrudendosi il legame 0,5)

.. ~Nhanno orbitali simile all'F solo che il

-0- e. livello p è invertito che si giustifica solo con la

Si·· ' '

f.9- '

&::i

ò::6- o o o

ò- a: soluzione dell'equazione di Shrodinger.

::r.; OD

w. o

o I!,)

•·· ""' "" Altri esempi:

'.!I!)

y "' "'

l!,)

li e,

I!,) I!,) I!,)

-ç N.B il esiste nelle fiamme

çi- -

-·--

oe ---

...n.. -

>: L'N2 ha un doppio legame difficilissimo da

~

-

"" n - • - I O " t ...

o- -a rompere quel legame a causa dell'alta

-...r h h

-- --

• ...n.. • energia, e c'è ne molto sulla terra perché non

~

- -..... c.

... si rompono e continuano a prodursi·tuttavia ci

alla piante

sono batteri che fissano l'azoto, rompendolo dandola e riescono a rompere il triplo legame a Te

p di ambiente.

CO si scrive con un triplo legame poiché ho 8-2/3 perché è la molecola che fa 3 legami mente NO ha 5/2

quindi ha un ordine di legame 2,5 che non disegno ma scrivo NO, senza bastonçini·l'NO+ sarà diamagnetico,

con ordine di legame maggiore perché tolgo un

elettrone antileganti 8-2/2=3.

legame che

Posso dedurre ordine di qui può

essere semijntero e posso prevedere

comportamento magnetico.

~

Qui non ho il problema di risonanza dell'O3 perché alla fine avrò orbitale che saranno di tutta la molecola·jl

benzene ha formula C6H6, molecola ciclica che è una risonanza perché i doppi legami sono sia lì che ~ove

è

il doppio legame è ovunque); quella molecola così stabile che (nonostante la maggior parte della

molecolecole organiche a 180° rompono il legame) ma lui fino a 700° è ancora stabile perché c'è un unico

grande legame che tiene legata la molecola 28

Se invece ho unHe e un che honettenuto attraverso un cannone elettronico:

W·

faccio il calcolo e trovo che ho un 0,1 legame che è il legame più lungo che

abbiamo visto fino ad adesso ed esiste (se l'ordine di legame si riduce il legame

si allunga nella sua lunghezza)· sj dice che esiste mezzo legame perché

l'elettrone può stare anche da ~non per forza formare una ~questa

teoria ci dice se le molecole esistono

Se considero il diagramma degli orbitali molecolari dell'ossigeno e del fluoro, considerata come molecole.

La molecola di fluoro e fu composta da due molecole di fluoro che hanno l'orbitale ls2 2s2 2p5. Gli orbitali

in questa teoria si accoppiano solo tra omologhi quindi gli orbitali ls.....S1aon.o. solo conls.....m.enl[e, quelle 2s

stanno solo con 2s cosi via.

Se consjdero l'orbjtale ls del fluoro n. l e l'orbitale 2s del fluoro numero 2 si combinano e scompaiono e

1~

nella molecola compaiono due nuovi orbitali o•"; dobbiamo poi combinare gli altri orbitali del fluoro

0

~questo calcolo degli orbitali molecolari venne fatto dal computer) ha più elettroni; Da ricordare che

è

uno di questi orbitali legante mentre l'altro antj(egante

2•

Poi si avranno orbitali e o"" tuttayja questo metodo cambia con gli orbitali p:

0

o

e CO Dove gli orbitali PX avvicinando gli atomi formeranno un

orbitale che congiunge i due atomi e che si chiamerà

e....J.c.

orbitale sigma, troviamo sull'asse intenucleare, e

ovviamente mi daranno anche un orbitale sigma•.

L'orbita le p Z si sovrapporrà con il suo simile sopra e

sotto l'asse interno nucleare dando origine a quello che

abbiamo già visto come orbitale pi greco. Orbitale pi

greco ha un'energia diversa rispetto agli orbitali sigma e

può essere sia più bassa o più alta, non posso saperlo a priori quindi devo fare dei calcoli. L'orbita le pi y dato

dal lobo anteriore e lobo posteriore si sovrapporranno dietro e davanti formando un orbitale pi greco davanti

e dietro. Quindi sovrapponendo IP x IP ZE y otteniamo un orbitale sigma e due orbitale pi greco poi otterremo

anche un orbitale sigma antj legante e due orbitali pi greco antj legante.

C'è una simmetria nell'energia.

N.B ci sara uno o 2 esercizi du questo negli esami

Riempire lo schema con gli elettroni:

L L'atomo di fluoro ha 9 elettroni quindi la molecola di fluoro avrà 18 elettroni, di cui quattro sono negli

1~ 1

orbitali d i ~ quindi saranno presenti negli orbitali o ~mentre gli altri 14 si troveranno negli orbitali

0 &b