struttura e legame delle molecole

STRUTTURA E LEGAME

ORBITALE s: ha una densità elettronica sferica. Ha un'energia più bassa rispetto agli altri orbitali. La probabilità di trovare un elettrone vicino al nucleo è ≠ 0.

ORBITALE p: Ha una forma a due lobi. Presenta un nodo di densità elettronica in corrispondenza del nucleo. Ha energia più alta rispetto all'orbitale s.

Gli orbitali p sono 3 e sono orientati nei tre assi spaziali (x, y, z).

Ogni elemento della seconda riga presenta quattro orbitali disponibili ad accettare elettroni:

• un orbitale 2s
• tre orbitali 2p.

STRUTTURA e LEGAME

ORBITALE s: ha una densità elettronica sferica. Ha un'energia più bassa rispetto agli altri orbitali. La probabilità di trovare un elettrone vicino al nucleo è ≠0.

ORBITALE p: ha una forma a due lobi. Presenta un nodo di densità elettronica in corrispondenza del nucleo. Ha energia più alta rispetto all'orbitale s.

Gli orbitali p sono 3 e sono orientati nei tre assi spaziali (x, y, z).

Ogni elemento della seconda riga presenta quattro orbitali disponibili ad accettare elettroni:

• un orbitale 2s
• tre orbitali 2p

_x ^y _z

2s

2p_x

2p_y

2p_z

Gli elettroni più esterni sono chiamati ELETTRONI DI

VALENZA; essi determinano le proprietà di un elemento

LEGAME IONICO: è il legame che si realizza quando

un atomo a bassa energia di ionizzazione si combina

con un atomo ad elevata affinità elettronica. Il legame

si produce come conseguenza dell'attrazione elettrosta-

tica che si manifesta tra i due ioni di carica opposta.

L'attrazione tra cariche di segno opposto non si sviluppa solo

in un'unica direzione ma agisce uniformamente in tutte le

direzioni con simmetria sferica.

LEGAME COVALENTE: si presenta tipicamente tra atomi

con elevata affinità elettronica. Può essere:

• Puro: elettroni condivisi che presentano una nuvola

negativa che si dispone in maniera uniforme

e simmetrica intorno ai due nuclei senza

produrre alcun tipo di polarità nella molecola.

• Polare: elettroni condivisi da atomi dello stesso elemento.

La lunghezza dei legami covalenti è correlabile al raggio

covalente degli elementi; esso corrisponde alla metà della

lunghezza del legame covalente singolo che tiene uniti due atomi

del medesimo elemento in una molecola neutra. La teoria del

legame di valenza interpreta la formazione del legame

covalente mediante il concetto quantummechanico di orbitale.

Il legame covalente viene descritto come una sovrapposizione degli orbitali atomici che ospitano i due elettroni spaiati da condividere. Le funzioni d'onda di due orbitali si sommano per dare una nuova funzione d'onda che descrive un nuovo orbitale.

Il legame covalente può essere:

• σ: massima densità elettronica nella zona compresa fra i due nuclei.

(Legame covalente particolarmente intenso (legame σ))

• π: massima densità elettronica sopra e sotto i due nuclei.

Sovrapposizione laterale (legame π).

Quando si forma un legame covalente tra due atomi che presentano diversa elettronegatività, la nube elettronica che costituisce il legame covalente risulta spostata verso l'atomo più elettronegativo. Quest'ultimo acquisisce pertanto una carica parzialmente negativa (δ⁻), mentre l'altro una carica parzialmente positiva (δ⁺). La distribuzione asimmetrica della nuvola elettronica produce dunque due poli aventi carica opposta.

La distribuzione di carica elettrica di un dipolo può essere rappresentata tramite una MAPPA DI POTENZIALE ELETTROSTATICO

Esempio:

HCl

Cl è più elettronegativo di H

Si forma un legame covalente polare, la cui distribuzione di carica può essere così indicata:

_δ⁺ H — Cl _δ^–

Le tonalità del rosso indicano la carica negativa, quelle del blu la carica positiva, mentre il verde la neutralità.

Gli elementi della seconda riga della tavola periodica non possono avere più di otto elettroni di valenza nel loro intorno. Per molecole neutre vi sono due conseguenze:

• Atomi con uno, due, o tre elettroni di valenza formano rispettivamente uno, due o tre legami.
• Atomi con quattro o più elettroni di valenza formano un numero di legami sufficiente per avere un ottetto.

Il numero di legami previsti può essere ricavato utilizzando questa semplice equazione:

^{NUMERO LEGAMI} = 8 - ^{NUMERO ELETTRONI DI VALENZA}

Quando elementi della seconda riga formano meno di quattro legami, i loro ottetti consistono sia di elettroni di legame (condivisi) sia di elettr