Appunti di chimica Ingegneria Meccanica Sgarbossa pages 64 95

Molecole biatomiche

X₂ X → 1^o o 2^o periodo

Ψ_OH = C₁Ψ_1s1 + C₂Ψ_1s2

C₁ = C₂

C₁ = -C₂

∫_V=∞^V=0 |Ψ_OH|²dV = 1

orb. atomici 1s

orb. molecolare

sovrapposizione

Ε_σ^*

massima stabile

E_σ + E_σ^* - 2E_1s → E_1s = ^{E_σ + E_σ*}⁄₂

Conf. H₂ = σ_1s²

Orb. antilegante o di antilegame σ_1s

Orb. legante o di legame σ_1s

Molecole biatomiche

X₂

orb. 1

orb. molecolare

E₀ + E_σ* - 2E_1s → E_1s = _{Eσ + Eσ*}⁄₂

Conf. H₂ = σ_1s²

E_H

E_H2

E_∞

σ_H*

σ_1s

L'φ OH

C₁ = C₂

C₁ = -C₂

∫ OH |Ψ_OH|² dV = 1

max |Ψ_OH|²

Orbitale antilegante

Orbitale legante

σ_1s

Ψ_OH = C₁ Ψ_1s1 + C₂ Ψ_1s2

Orbitale antilegante o di anti legame

Orbitale legante o di legame

Es He2

E_s E_σ He(2s) He2(1s)_g

σ_1s

σ_1s^*

O_s

E_σ* + E_σ = E_s

Gli atomi tendono a stare separati

• Ordine di legame (O.L.)

O_L = (n. e_leg. - n. e_anti.leg.) / 2

= d.: il numero di coppie di e^- ha un effetto stabilizzante sulla struttura della molecola

Es.

O.L._H2 = (2 - 0) / 2 = 1 per coppio di e^- che stabilizzano la molecola

(corrisponde al n° di legami secondo la teoria V.B)

• Per gli elementi del 2° periodo

E_p

2S

([He] 1s²) K

• dalla combinazione possono contribuire solo gli orb. di valenza
• quindi si combinano tra loro Ψ atomici più simili in E ed corretta simmetria

{ 2S - 2S

2Px - 2Px

2Py - 2Py

2Pz - 2Pz }

8 Ψ_OM

2s - 2s

σ_2s

σ_2s^*

2p_x - 2p_x

σ_2p

σ_2p^*

2p_y/z - 2p_y/z

π_2p

π_2p^*

σ_2s σ_2s^*

σ_2p σ_2p^*

π_2p π_2p^*

(4)

(2)

Eπ_2p = Eπ_2p

Eπ_2p^* = Eπ_2p^*

Es. N₂

Se e^- x 2 -> 10 e^-

Es O₂

6 e^- x 2 -> 12 e^-

• Proprietà magnetiche delle molecole

  Definiamo:

  • Paramagnetica (O₂)
  • Diamagnetiche (N₂)

Legame metallico

• Coinvolge elementi a SX della T.P.
• Di solito di bassi EN cioè con e del guscio di valenza

• Nel loro guscio di valenza non dispongono di un numero sufficiente di e sparuti per poter fornire legami covalenti che permettano di raggiungere la config. stabile del G.N. successivo.
• Danno strutture reticolari estese (cristalline) nelle quali
  • Tendono ad occupare il massimo spazio possibile
  • Reticoli compatti es. sfere in una cassa
  • Ogni atomo può interagire con un elevato numero di altri atomi (fino a 12)
• Gli orb. atomici possono interagire e combinarsi nella formazione di orbitali molecolari
• Orbitali di Bloch

Li Be Li

Li

Li

QL = 1

O.L. = _NA

Bande di orbitali

Teorie delle bande

• Applicazione della teoria dell'O.M. a sistemi reticolari estesi con la formazione di orbitali molecolari reticolari (o di Bloch).

• Banda di valenza
• banda formata dai livelli di carico e di valenza dello stato fondamentale.
• Banda di conduzione
• banda formata dai livelli vuoti allo stato fondamentale che possono permettere il disaccoppiamento di e^- e il raggiungimento di E_e