Chimica generale inorganica

Energia di potenziale d'interazione

Eminima l'energia di potenziale d'interazione del sistema (Epot) è l'energia complessiva di attrazione e repulsione (negativa) assumendo ioni mono e poliatomici come sfere rigide cariche uniformemente sulla loro superficie (ossia cariche puntiformi).

L'energia di potenziale d'interazione è uguale a: Epot = K * N * M, dove M è costante e dipende dal tipo di impacchettamento degli ioni nello spazio, cioè dal reticolo cristallino del composto ionico (M è sempre maggiore di 1).

K = ε = 8,85 ∙ 10^(-12) Jm^2/C^2

Chimica Generale - I semestre

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Il legame ionico

Scienze Biologiche

Elementi che costituiscono legami ionici

I metalli danno luogo a ioni positivi

I non metalli con alta elettronegatività a ioni negativi

Gruppo Configurazione Tipo di ioni

1 +n s M (t r a n n e H)

2 2+n s MII

1 3+n s n p MXIII , ioni

poliatomici negativi² 2n s n pXIV Ioni poliatomici negativi

Ioni monoatomici positivi² 3n s n pXV Ioni poliatomici negativi

Raramente ioni monoatomici positivi o negativi² 4 2−n s n p XXVI , ioni poliatomici negativi² 5 −n s n p XXVII , ioni poliatomici negativi

Raggio ionico −LiI I

Nel solido ionico si calcola la distanza fra i due nuclei di e si definisce come riferimento il• −Iraggio ionico di per definire tutti gli altri raggi ionici degli elementi

Geometria dei composti ionici

Il numero di atomi che circondano il catione dipende dal• rapporto fra i raggi ionici del catione e dell’anione e dalrapporto di combinazione fra gli ioni positivi e negativi

Formule dei composti ionici

Nella formula di un composto ionico il rapporto fra cationi e anioni è tale che la carica positiva• totale dei cationi è uguale alla carica negativa totale degli anioni, in questo modo si ottiene laneutralità del composto

Caratteristiche dei composti

I composti ionici sono tutti solidi a temperatura ambiente. Hanno in genere punti di fusione elevati e punti di ebollizione ancora più elevati, per cui è difficile farli passare allo stato di vapore; ciò indica che l'attrazione fra gli ioni è forte, per cui occorre molta energia per separarli.

Formazione del legame ionico nel cloruro di sodio (NaCl):

L'atomo di sodio perde il suo elettrone esterno e diventa uno ione positivo. L'atomo di cloro acquista l'elettrone perduto dal sodio e diventa ione negativo. I due ioni, avendo cariche elettriche di segno opposto, si attraggono e restano uniti.

Nei cristalli ionici non sono presenti molecole ben definite, ma un numero grande di ioni.

presenti• in un dato rapporto (Na:Cl, 1:1)

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Il legame ionico

Scienze Biologiche

Il legame chimico

Legame Metallico

Si definiscono metalli quegli elementi che hanno un numero di elettroni nello strato esterno• s p,inferiori a quello degli orbitali esterni e oppure quelli che, avendone un numero maggiore os p,uguale a 4 negli orbitali e hanno un’energia di ionizzazione relativamente bassa

Il passaggio dai metalli ai non metalli avviene con gradualità lungo ciascun gruppo e periodo e• quindi non è possibile stabilire una distinzione netta fra essi

Proprietà dei metalli

I metalli hanno delle proprietà comuni che li distinguono dai non metalli, anche se possedute in• grado diverso

Le caratteristiche principali sono:

• Conducibilità termica ed elettrica
• Solidi con strutture cristalline compatte (eccetto il mercurio)
• Malleabilità e duttilità
• Effetto

fotoelettrico• Lucentezza• Elettropositività•MalleabilitàE’ l’attitudine di un materiale a lasciarsi ridurre (a caldo o a freddo) in lamine sottili senza• screpolarsi o rompersiL’operazione che sfrutta questa proprietà è la laminazione, i prodotti si dicono laminati•MalleabilitàE’ l’attitudine di un materiale a lasciarsi ridurre in fili senza rompersi se costretto a passare (per• trazione) attraverso un foro di forma e dimensioni opportuneL’operazione che sfrutta questa proprietà è la trafilatura, i prodotti si dicono trafilati•Modello semplice del legame metallicoGli atomi perdono i loro elettroni di valenza trasformandosi in cationi• Gli ioni si dispongono in modo da impacchettarsi nel miglior modo possibile (massimo• impacchettamento), creando così strutture geometriche ben definiteGli elettroni di valenza non appartengono più ai singoli atomi,

Il numero di Avogadro

Vi sono tante bande quanti sono i tipi di orbitali atomici A• negli atomi isolati; quando sono interessati gli orbitali atomici di valenza, la banda viene chiamata banda di valenza

Se le energie degli orbitali atomici di partenza sono molto diverse le• 1s 2s); bande di energia rimangono ben distinte (es. e se le loro 2s 2p, 3s 3p), energie sono vicine (es. e e le bande si sovrappongono costituendo un’unica banda

Per avere conduzione elettrica (e termica) occorre che la banda di valenza, oppure la banda che si sovrappone a quella di valenza (se satura), sia vuota o parzialmente occupata da elettroni, in modo che possa costituire una banda di conduzione

Tavola periodica e legami con gli elementi

Osservando la tavola periodica si può affermare che:

• I metalli formano tra loro legami metallici
• I non metalli formano tra loro legami covalenti puri
• Se gli atomi di non metallo sono uguali, il legame è covalente puro; se sono

Un legame covalente tra due atomi con elettronegatività diversa, si ottiene un dipolo elettrico. Si tratta di un dipolo permanente: μ = 0. μ > 0. μ = Qd Dipolo indotto. μ >> 0 23 h ναE = -pot Dipolo istantaneo 4 r 6h ν dipende dalla l'energia di ionizzazione α è la polarizzabilità è la separazione delle cariche Polarizzabilità Misura la facilità con la quale la nube elettronica può venire distorta, per esempio dalla presenza di un campo elettrico o di un altro dipolo. Dipende dalla forza con cui gli elettroni esterni sono vincolati al nucleo. Maggiore è l'energia di ionizzazione e minore è la polarizzabilità. Geometria molecolare e polarità delle molecole Chimica Generale - I semestre Pagina 1 di 3 Forze di Van der Waals Scienze Biologiche Interazione fra molecole apolari Modello di interazione fra dipoli

elettrici istantaneamente indotti•

Dipolo elettrico: costituito da due cariche uguali di segno opposto separate da una distanza•

μ:• Momento del dipolo elettrico, vettore il cui verso è diretto dalla carica positiva a quellaμ = Qdnegativa e il cui modulo è dato da

Polarizzazione di un atomo in un campo elettricoE

Il dipolo indotto permane finché permane ed è tanto maggiore tanto più è•