Legami chimici e Ibridazione - Chimica

CHIMICA

Legame Chimico

ovvero l'effetto correlato alla forza che tiene uniti due atomi.

Elemento, (o sostanza elementare), se v'è un legame tra atomi uguali.

Composto (o sostanza composta), se vi è un legame tra atomi diversi.

Energia di Legame

È l'energia necessaria per rompere il legame chimico portando gli atomi neutri a distanza infinita.

• E —> AB → A + B → E è l'energia necessaria per rompere un legame.
• A + B → AB —> +E rilascio di energia E quando si forma un legame.

Si dice che tra due atomi A e B si forma un legame chimico quando essi tendono a formare un aggregato stabile AB.

[Nota che per spezzarlo serve la stessa quantità di energia necessaria per formarlo]

Le proprietà di un atomo sono determinate dalla struttura elettronica esterna.

Tipi di Legami

FORTI

• Trasferimento di elettroni
  • legame Ionico
• Condivisione di elettroni
  • legame COVALENTE
    • Omeopolare
    • Eteropolare
  • legame Metallico

DEBOLI

• legame Idrogeno
• legame di VAN DER WAALS

Molecole Apolari

Se una molecola è SIMMETRICA

esempio

• CO₂

elettonegatività

⇐ + — — — — — + ⇒ = 0

Quindi è Apolare

• BF₃

⇑ + ↗ ↘ = ⇑ + ⇓ = ⇑ ⇓ = 0

Quindi è Apolare

Molecole Polari

Quando le molecole sono ASIMMETRICHE

Solidi Covalenti

• Esempi: diamante e grafite

sp³

Forma stabile: grafite

Proprietà anisotropa: proprietà presente solo in alcune direzioni

Resilienza: la capacità di subire urti, deformandosi

Caratteristiche Solidi Covalenti

• Costituiti da atomi, tenuti insieme da legami covalenti
• Sono fortemente direzionati
• Presentano un'elevata energia di legame
  • Quindi
    • elevata durezza e fragili
    • elevato punto di fusione
    • bassa resilienza
    • tenacità e duttilità, ma elevata resistenza all'usura
• Gli elettroni, tutti impegnati nei legami covalenti fra gli atomi, non sono mobili nel cristallo, xcio:
  • Quindi
    • scarsa conducibilità sia termica che elettrica
• Infatti sono insolubili nei solventi [es. in acqua]
• Elevata stabilità chimica

Aufbau di Molecole biatomiche omonucleari

1. Sia nell'aufbau degli atomi che in quello della molecole secondo la teoria MO, gli elettroni successivamente introdot-ti occupano gli orbitali disponibili di più bassa energia.

2. Sia per gli orbitali atomici [monocentrica] che per gli orbitali molecolari [paucirnica] valgono il Principio di Pauli [non più di due elettroni su ciascun orbitale] e il Principio di Hund [gli elettroni si dispongono con spin paralleli sul numero massimo di orbitali isole energetics.]

L'ordine di energia crescente degli orbitali molecolari delle molecole X₂ del secondo periodo è il seguente.

1. Per le molecole leggere L₂, (Be₂), B₂, C₂, N₂, CO, NO

   σ_1s < σ_1s* < σ_2s < σ_2s* < π_2py, π_2pz < σ_2px < π_2py*, π_2pz* < σ_2px*

2. Per le molecole pesanti O₂, F₂, (Ne₂)

   σ_1s < σ_1s* < σ_2s < σ_2s* < σ_2px < π_2py, π_2pz < π_2py*, π_2pz* < σ_2px*

** → dove è presente l’astrisco, legame anti-legante

Principio di Pauli

È un principio della meccanica quantistica che afferma che non più di due elettroni possono stare su ciascun orbitale

ordine di legame = ^{10 - 5}/₂ = 2.5

Legame Metallico

Gli atomi si aggregano in un reticolo cristallino, dove sono presenti ioni immersi in una grande nuvola di elettroni.

Proprietà Tipiche

• Conducibilità elettrica
• Effetto fotoelettrico e termoionico
• Conducibilità termica
• Duttilità e malleabilità
• Proprietà ottiche [hanno lucentezza]
• Elettropositività
• Strutture Cristalline
  • Cubica a corpo centrato coordinazione 8
  • Cubica a facce centrate ed esagonale compatta con coordinazione 12

Semiconduttori

• Semiconduttori di "tipo n" sono i semiconduttori intrinseci drogati con elementi del IV gruppo: P, As, Sb
• Semiconduttori di "tipo p" sono i semiconduttori intrinseci drogati con elementi del III gruppo: B, Al, Ga