Appunti Chimica Inorganica - 1 parte

CHIMICA INORGANICA

1 marzo 2006

Gli elementi della T.R. sono naturali e artificiali.

È collegato alla chimica metallorganica (metalli con composti organici) e

alla chimica biologica (es. il Fe con l'emoglobina).

Dei composti chimici prodotti maggiormente sono quelli inorganici.

Es. H₂SO₄ e HCl, o H₂O₂ e HNO₃.

I legami ionici, covalenti ecc... si sono trovati studiando i composti inorganici:

• · Diffusioni
• · Potenziali di ionizzazione
• · Energia di ionizzazione

Si usano le atm per le pressioni; e per i raggi atomici si usano gli Å non i pm, si parla di 100 pm.

Il legame covalente è descritto tramite il legame di valenza, dove gli e^- di due elementi si accoppiano formando un legame.

In alcuni casi... Teoria del legame di valenza: non soddisfa le proprietà

del legame, infatti molte volte si devono usare delle unità di misura

che non sono vere al 100%, nessuna.

Teoria: Legame di valenza.

O⁼O, eo non ci sono e^- spiati, ma in realtà ne ha due spiati e quindi paramagnetica.

per questo si usa l'orbitale molecolare.

Con 2 nuclei più 2 atomi ad una distanza di equilibrio e si aggiungono e^-, essi stabilizzano un orbitale molecolare che sono simili agli orbitali atomici (s, p, d,...).

Gli orbitali molecolari sono σ, π, δ rispettando il principio di Pauli (non è possibile essere in 1 orbitale e con tutte e due, primi quantici uguali o max molteplicità: con orbitali f₊, spettro, si accoppiano parallelamente).

· I eq. di Schrödinger per una molecola non è risolvibile e si usa una approssimazione.

L.C.A.O. = combinazione lineare di orbitali atomici

Si usa assosimma: l'orbitale molecolare combinando gli orbitali atomici che formano la molecola.

Es.: orbitali s ⇒ orbitali s ⇒ orbitali s p 3 orbitali p

Lo stesso si fa per quelle molecolari.

Ψ_b = positiva

sovrapposizione negativa degli orbitali ⇒ orbitale di legame

Ψ_a = Ψ_A - Ψ_B sovrapposizione negativa o di antilegame.

la densità di probabilità per l'orbitale molecolare legante è:

Ψ₊² = Ψ_A² + Ψ_B² + 2 Ψ_AΨ_B

Ψ_-² = Ψ_A² + Ψ_B² - 2 Ψ_AΨ_B

è

∫Ψ_AΨ_B dv è detto integrale di sovrapposizione indica la densità elettronica compresa tra due nuclei.

Se la densità elettronica è elevata lo schermo della carica nucleare neutralizza la repulsione e quindi aumentando l'attrazione verso la molecola si stabilizza.

nel caso antilegame le repulsioni sono elevate e quindi un'alta energia della molecola.

è orbitale molecolare di antilegame.

orbitali atomici.

orbitali molecolari di legame.

La densità elettronica grande determina una grande stabilità e quindi:

1) ∫Ψ_AΨ_B dv > 0 l'orbitale è stabile la sovrapposizione è positiva.

2) ∫Ψ_AΨ_B dv < 0 l'orbitale è instabile la sovrapposizione è negativa.

3) ∫Ψ_AΨ_B dv = 0 la situazione è di non legame.

L'entità del legame dipende dalla sovrapposizione.

energia piccola e quindi c'è un diverso mescolamento (ibridizzazione) tra 2s e 2p.

Gli orbitali σ_s diventano più stabili dei σ_p con 1e^- ρ.

Il C è diamagnetico.

Aumentando la carica nucleare aumenta anche la differenza tra 2s e 2p;

tra B e N si ha differenza di energia di 200 KJ più avanti ma ΔE in un ciclo.

L’energia degli orbitali si abbassa perché c'è interferenza fra 2s e 2p.

Nel caso si abbiano molecole eteronucleari (cioè con 2 colori diversi) c'è una diversa capacità di attrazione se gli elettroni si avvicinano a un O che allontanano un F.

Es. LiF il litio ha un potenziale di ionizzazione basso e il fluoro ha una grande capacità di acquistare e^- (livello magnetico).

Prendere il legame ionico = e^- dal di vol. sul F.

LiH la capacità di acquisire e^- è maggiore sull’H che sul Li:

la carica elettronica del Li si sposta verso l’H.

HF il fluoro ha maggior capacità di attrarre elettroni rispetto all’H.

Le molecole diventano più o meno polari, lo spostamento della nuvola elettronica è data dalla differenza di elettronegatività dei due elementi.

Con molecole omonucleari: le energie dei due stati sono allo stesso estremo, nel caso di quelle eteronucleari: i due atomi non hanno la stessa energia.

Con orbitali ionici e energia diversa, σ* diventa poco più stabile dell’σ

l'orbitale molecolare avrà caratteristiche più simili a quelli dell'orbitale atomico più elettronegativo

perché è l’orb _atr

CO e N₂ sono isoeletroniche cioè hanno gli stessi e^- sul guscio più esterno:

10 e^- 10 e^-

C = 2.5 O = 3.5 ma la nuvola elettronica è spostata verso l’ossigeno.

p40

Con atomi di un metallo si formano una parte dove si fanno gli e^- e una parte dove invece non ci sono, ma con poca energia si possono promuovere e^- dove le bande sono cariche.

N^- spazio. Elettroni riflettanza con le onde. Si formano onde e il nuovo legame assorbe tutte le λ.

Con i bnbs si ha 2e^- nel 2S max ci sono n orbitali e

Semiconduttori e conduttori isolanti

In alcuni casi la differenza di energia tra le bande piena e vuota è molto alta, quindi non basta poca energia per promuovere gli e^-.

Solo i materiali isolanti.

Nei semiconduttori la differenza di energia tra le due bande è piccola, ma non è possibile che gli e^- si spostino sempre da una all'altra la banda di conduzione è vuota a T ambiente e solo se passano in banda di conduzione e condizioni conserve semiconductore conducono meno di una somma <g> e quindi diventa <maggiore di> Si può usare qualcosa in modo da limitare Si degli e^- del legame.

Es.

Si e Ge

Un atomo deve essere puro e si dopa con vari materiali, in questo modo si possono fare vari semiconduttori. Per drogarlo uso <tipo P> oppure As.

Si <diventa 5e^-> Si disegna

Formando legami e sufficienti e^- posson menoversi e^- in più nella bandas di conduzione. In questo modo Si può viaggiare nel materiale.

Conduttibilità di tipo N

Oppure si può drogarlo il Si con un elemento del 13^o gruppo Ge oppure che forma

Si e nel guscio esterno nel semiforme legame quindiminua legame elettronico.elsinkbe <elettorneg> Ge ^-gepiù muovere per tutto il materiale

Con polarizzazione:

Ho un parziale carattere di coesione.

Ho deformazione totale della nuvola elettronica

Ho solo legame covalente.

La polarizzazione aumenta con un catione piccolo e di carico elevato.

Es: Al³⁺ Be²⁺

POTENZIALE IONICO:

• Li⁺ 4,1
• Na⁺ 0,9
• K⁺ 0,7
• Be²⁺ 4,8
• Mg²⁺ 2,8
• Ca²⁺ 1,8
• B³⁺ 4,2
• Al³⁺ 5,6
• Ga³⁺ 4,3

Cationi con alto rapporto carico/raggio tendono alla coesione.

Regola della diagonale. In genere gli elemente dello stesso gruppo hanno carattere simile, eccetto per i 1^o element del gruppo associonati al 2^o del gruppo successivo.

• Li è simile al Mg, Be è simile ad Al.

È così perché la polarizzazione ionica dell’AR è più grande e questo agli IIE che quello colla B.

9 marzo 2005

1. La polarizzazione del legame è grande.
2. Polarizzazione della nuvola dipende dalla sua deformazione che aumenta con l’aumentare delle grandezze.
• S^2- P^3- → sono parzialmente polarizzati.

Il nucleo del catione è completamente immerso nella nuvola elettronica dell’anione - covalente polare.

3. Classificano acidi maggiori piccoli e cationi grandi.
4. Cationi con orbitali d esterni più o parzialmente pieni sono più polarizzanti di quelli con orbitali vuoti o mp.

Dal gruppo 2 al gruppo 12 si sono obliquati i cern, orbitali d pieni e quindi sono più polarizzanti.