LEGAME CHIMICO

7/17/2019 LEGAME CHIMICO

http://slidepdf.com/reader/full/legame-chimico-568d3cb4053c5 1/104

• Le molecole sono aggregati stabili ed

identici contenenti più atomi

• La loro geometria non cambia al cambiare

dello stato di aggregazione

• Deve esistere una forma di interazione tra

gli atomi.



Gli elettroni di VALENZA cio! "uelli più esterni sono "uellicoinvolti nei legami c#imici gli elettroni interni non

vengono coinvolti

$l numero degli elettroni di valenza per gli elementi dei

gruppi principali coincide con il numero del gruppo



%

%&

r

qqk F ⋅

⋅=



Energia e lunghezza di legame

LUNGHEZZA DI LEGAME

ETANO>ETILENE>ACETILENE

ENERGIA DI LEGAME

ACETILENE>ETILENE>ETANO

LEGAME C-C



•LEGAME COVALENTE

•LEGAME IONICO

•LEGAME METALLICO

PURO OD OMOPOLARE

POLARE O ETEROPOLARE

•LEGAMI A IDROGENO

•INTERAZIONI DI VAN DER WAALS



$N'E(AZ$)N$ '(A *A('$+ELLE

,(A A')-$

LEGA-$ ,)('$

+)VALEN'E $)N$+) -E'ALL$+)

*()/)-)*)LA(E

*)LA(E/E'E()*)LA(E

,(A -)LE+)LE

LEGA-$ DE0)L$

A $D()GEN)

VAN DE( 1AAL2



L'approccio corretto per e!cri"ere i# #e$a%e co"a#e&te (a!ato !)##a %ecca&ica

*)a&ti!tica %a troppo co%p#e!!o per c)i "ere%o !o#o a#c)&i a!petti

*)a#itati"i+E' i&tere!!a&te co&!ierare co%e "aria #'e&er$ia pote&,ia#e i )&a %o#eco#a

(iato%ica i& )&,io&e e##a i!ta&,a i&ter&)c#eare+

L'e&er$ia pote&,ia#e &)##a *)a&o $#i ato%i !o&o (e& !eparati cio

a##'e!tre%a e!tra e# ia$ra%%a. e !i a((a!!a pro$re!!i"a%e&te *)a&o

$#i ato%i !i a""ici&a&o+/)e!to a((a!!a%e&to corri!po&e a##a or%a,io&e e# #e$a%e



Di%i&)e&o a&cora #a i!ta&,a i&i,ia a ar!i !e&tire #a rep)#!io&e

e#ettro!tatica ra i )e &)c#ei po!iti"i e #'e&er$ia pote&,ia#e cre!ce+

La i!ta&,a i #e$a%e #a i!ta&,a ra $#i ato%i &e# %i&i%o+L'e&er$ia i #e$a%e #a iere&,a i e&er$ia pote&,ia#e ra i# %i&i%o e r

→ ∞

I& pratica #'e&er$ia c0e e"e e!!ere or&ita per !eparare co%p#eta%e&te

$#i ato%i+



Na+l

(apporto stec#iometrico &3& numero di coordinazione 4



LEGAME COVALENTE

CONDIVISIONE DI UNA COPPIA DI ELETTRONI DA

PARTE DI DUE ELEMENTI



#'approccio i Le1i! "e&&e i&trootto per #a e!cri,io&e e# #e$a%e

co"a#e&te pri%a e##o !"i#)ppo e##a %ecca&ica *)a&ti!tica+

Ta#e approccio (a!ato !)##'ipote!i. poi ri"e#ata!i o&ata. c0e )&

#e$a%e co"a#e&te or%ato a##a co&i"i!io&e i coppie i e#ettro&ira )e ato%i+

A e!e%pio #a or%a,io&e e# #e$a%e co"a#e&te i& H2 p)3 e!!ere

rappre!e&tata4

/)i&i i& )&a %o#eco#a i# #e$a%e co"a#e&te "ie&e rappre!e&tato a

)&a coppia i p)&ti ra )e ato%i o . i& a#ter&ati"a. a )&a #i&ea+

H5 6 5H → H4H

H4H opp)re H-H



I )e e#ettro&i !i tro"a&o co& e#e"ata pro(a(i#it7 &e##a re$io&e

ra i )e ato%i per c)i !i p)3 aer%are c0e cia!c)& ato%o i iro$e&o i H2

pre!e&ta #a co&i$)ra,io&e e#ettro&ica e##'e#io. 8!2

A&a#o$a%e&te #a or%a,io&e i %o#eco#e *)a#i HC# o C#2 p)3 e!!ere

!c0e%ati,,ata co%e

o""ero i# #e$a%e co"a#e&te !i or%a i& !e$)ito a##'accoppia%e&to i )e

e#ettro&i &o& accoppiati !) o$&i ato%o+ Cia!c)& ato%o ac*)i!ta co!9 )&a

co&i$)ra,io&e e#ettro&ica i $a! &o(i#e. 8!2 per H. opp)re 8!22!22p:;!2;p:.

per C#+

H H4

H5 6 5C#4 → H4C#4 4

4

4

4

o H-C#

4C#5 6 5C#4 → 4C#4C#4

4

4

4

4

4

4

4

4

o C#-C#



I& )&a or%)#a i Le1i! )&a coppia i e#ettro&i co&i"i!a tra )e

ato%i etta coppia i #e$a%e+

!e #a coppia i e#ettro&i ri%a&e !) )&o e$#i ato%i e!!a etta

coppia &o& #e$a&te o coppia !o#itaria+

Seco&o ta#e !c0e%a i# &)%ero i #e$a%i co"a#e&ti c0e p)3 or%are

)& ato%o )$)a#e a# &)%ero i e#ettro&i i!accoppiati &e# !)o

!i%(o#o i Le1i!+

H4C#4

4

4

coppia i #e$a%e

coppie !o#itarie



A e!e%pio &e##a or%a,io&e e##'a%%o&iaca4

5 4N5 6; H5 →

54N4H

H

H

4

4

Per #a %a$$ior parte ei &o& %eta##i ei $r)ppi VA-VIIA i# &)%ero

i #e$a%i or%ati )$)a#e a < = &)%ero e# $r)ppo+ a e!e%pio per

#'a,oto <-?;+



Ne##a or%a,io&e e# #e$a%e co"a#e&te e&tra%(i $#i e#ettro&i po!!o&o

pro"e&ire a##o !te!!o ato%o4

A 6 4@ → A4@

U& ta#e tipo i #e$a%e &oto co%e #e$a%e i coori&a,io&e o #e$a%e

ati"o+

A e!e%pio

4N4H

H

H

4

4

H6 6 →

H-N-H

H

H

-

-

6

Le$a%e ati"o



Ri!o&a&,aRi!o&a&,a

A((ia%o i&ora a!!)&to c0e $#i e#ettro&i i #e$a%e !ia&o #oca#i,,ati

!o#o tra )e ato%i+

I& a#c)&i ca!i ci3 &o& "ero+ A e!e%pio per #'o,o&o !i po!!o&o!cri"ere )e or%)#e i Le1i! e# t)tto e*)i"a#e&ti+

Speri%e&ta#%e&te !i tro"a c0e i )e #e$a%i O-O !o&o ie&tici per c)i

& #a or%)#a A & #a @ !o&o corrette+

O ?

O- O

4

4

4 4 4

4 -

6

A

O -

O? O

4 4

4 4

4

4

-

6

@



Seco&o #a teoria *)a&ti!tica )&a e##e coppie i #e$a%e

e##Bo,o&o )&ior%e%e&te i!tri()ita ra i )e ato%i i

o!!i$e&o. i&"ece i ri%a&ere #oca#i,,ata !) )&o ei )e #e$a%i O-

O+

O -

O- O

/)a&o. co%e i& *)e!to ca!o. )&a !i&$o#a !tr)tt)ra i Le1i! &o&

rie!ce a e!cri"ere ae$)ata%e&te i# #e$a%e &e##a %o#eco#a !i a

ricor!o a##a ri!o&a&,a e #a %o#eco#a "ie&e rappre!e&tata a pi

!tr)tt)re i Le1i! e*)i"a#e&ti c0e ieri!co&o !o#o per #a po!i,io&e

e$#i e#ettro&i+

O ?

O- O

4

4

4 4 4

4 -

6

O -

O? O

4 4

4 4

4

4

-

6

Ne!!)&a i e!!e 0a per3 !i$&iicato i!ico rea#e

O -

O- O

4 4

4 4

4

4

-6

4



Io&e &itrito NO2-

Io&e car(o&ato CO;2-

O ?

O- N

4

4

4 4 4

4 -O

-O

? N4

4 4 4

4

4

-

O ?

O- C

-

4

4 4 4

4 -

4O4 4-

O -

O? C4

4 4 4

4

4

-

-

4O4-

O -

O- C4

4 4 4

4-

?

4O4

-4



GEOMETRIA MOLECOLAREGEOMETRIA MOLECOLARE



Le %o#eco#e 0a&&o $eo%etrie !pa,ia#i (e& ei&ite caratteri,,ate

a i!ta&,e i #e$a%e e a&$o#i i #e$a%e+ /)e!ti po!!o&o e!!ere

eter%i&ati !peri%e&ta#%e&te e!+ ra$$i F+

Si "ee c0e %o#eco#e co& or%)#a !i%i#e po!!o&o a"ere $eo%etrietota#%e&te i"er!e. co%e a e!e%pio CO

2 e H

2O

*iegata

5)56&789

O

H H

Lineare

)+) 6 &:79

)6+6)

Le or%)#e i Le1i! &o& a&&o a#c)&a i&ica,io&e !)##a $eo%etria

%o#eco#are %a !o#o !) co%e $#i ato%i !o&o co&&e!!i ra i #oro ai

#e$a%i



O a&cora pi !i%i#i. co%e a e!e%pio. @; e P

;

*lanare

,0,6&%79

'rigonale *iramidale

,*,6;49

@

P



E' po!!i(i#e a!!e$&are )&a $eo%etria %o#eco#are a )&a

%o#eco#a i c)i &ota #a or%)#a i Le1i! ace&o )!o i )&

!e%p#ice %oe##o c0ia%ato VSEPR . a##'i&$#e!e Va#e&ce S0e##

E#ectro& Pair R ep)#!io&+ E' )& %oe##o co&cett)a#%e&te %o#to!e%p#ice e per%ette i trarre co&c#)!io&i *)a#itati"a%e&te

corrette ri$)aro #a $eo%etria !e&,a !pie$are i #e$a%i c0i%ici

a##'i&ter&o e##a %o#eco#a+

Moe##oMoe##o VSEPR VSEPR

E' (a!ato !)##'a!!)&,io&e c0e #e coppie i "a#e&,a i )& ato%o !ii!po&$o&o i& %oo ta#e a re&ere %i&i%a #a rep)#!io&e

reciproca. cio a##a %a!!i%a i!ta&,a po!!i(i#e+



S)##a (a!e i !e%p#ici co&!iera,io&i $eo%etric0e !i p)3

i%o!trare #a !e$)e&te corri!po&e&,a4

N i coppie $eo%etria JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ

2 #i&eare

; tri$o&a#e p#a&are

K tetraerica

tri$o&a#e (ipira%ia#e

: ottaerica

I& *)e!to co&te$$io "a&&o co&!ierate !ia #e coppie i #e$a%e

c0e *)e##e !o#itarie+

La $eo%etria %o#eco#are "era e propria eter%i&ata a##e coppie

#e$a&ti %a i&#)e&,ata a##a pre!e&,a i coppie !o#itarie+

JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ



E!e%pi4

- @e2

La !tr)tt)ra i Le1i!

L'ato%o i (eri##io ce&tra#e pre!e&ta )e coppie i #e$a%e e

#a $eo%etria perta&to #i&eare+

= @e = @e ? 8<

@e

4 = @e = 4 4

4 4

4



- @;


4

4

4 = @ - 4

44

-

4

4

4

Tre coppie i #e$a%e !)# (oro+

La $eo%etria tri$o&a#e p#a&are

@



- Ge2


4 4

4 = Ge - 4 4 4

4

D)e coppie i #e$a%e e )&a coppia

!o#itaria !)# $er%a&io+ La i!po!i,io&ee##e tre coppie tri$o&a#e p#a&are+

Ge

4 4

La $eo%etria %o#eco#are

eter%i&ata !o#o a##e )e coppie

i #e$a%e e pie$ata

Ge



E' po!!i(i#e )&a !ti%a *)a#itati"a e##'a&$o#o Ge !)##a (a!e e#

atto c0e )&a coppia !o#itaria occ)pa pi !pa,io i )&a coppia i

#e$a%e+

Di co&!e$)e&,a #'a&$o#o Ge !ar7 pi picco#o e# "a#ore i 82e##a $eo%etria tri$o&a#e p#a&are re$o#are+

Ge

82

i i i



Mo#eco#e co& *)attro coppie i e#ettro&i4

- CHK

- NH;

H = C = H-

- H

H

K coppie i #e$a%e

C

H

H

H

H

; coppie i #e$a%e 8

coppia !o#itaria

H = N = H-

H

4

H

H

H

Geo%etriaGeo%etria

tetraericatetraerica

HCH? 8.

Geo%etriaGeo%etria

tri$o&a#etri$o&a#e

pira%ia#epira%ia#e..

HNH 8.

8F



- H2O

H = O = H 4

4

2 coppie i #e$a%e 2

coppie !o#itarie

Geo%etria pie$ataGeo%etria pie$ata

HOH 8. 8F

H

H

O



Si &oti c0e #e *)attro coppie !o&o $#o(a#%e&te i!po!te i& )&a$eo%etria i tipo tetraerico per t)tte e tre #e %o#eco#e+



L'a&$o#o HH i%i&)i!ce ri!petto a# "a#ore re$o#are i 8.

per NH; e a&cora i pi per H

2O 2 coppie !o#itarie i&"ece i

)&a i NH;

F



Mo#eco#e co& coppie i "a#e&,a !)##'ato%o ce&tra#e

Corri!po&o&o a !it)a,io&i i& c)i &o& ri!pettata #a re$o#a

e##'ottetto

- P

coppie i #e$a%e

Geo%etria tri$o&a#eGeo%etria tri$o&a#e

(ipira%ia#e(ipira%ia#e

Le po!i,io&i a!!ia#i e e*)atoria#i &o& !o&o e*)i"a#e&ti4 &e# ca!o

e##a pre!e&,a i coppie !o#itarie *)e!te preeri!co&o i!por!i i&

po!i,io&e e*)atoria#e i& c)i 0a !o#o )e coppie a + I& po!i,io&e

a!!ia#e &e a"re((e tre a +

E*)atoria#e

E*)atoria#e

A!!ia#e

A!!ia#e

e*

Pe*

? 82

e*

Pa

?

a

Pa

? 8<



Mo#eco#e co& : coppie i "a#e&,a !)##'ato%o ce&tra#e

A&c0e i& *)e!to ca!o &o& ri!pettata #a re$o#a e##'ottetto+

@i!o$&a te&er co&to e##a !e$)e&te re$o#a a$$i)&ti"a4

)e coppie !o#itarie occ)pa&o po!i,io&i oppo!te e##'ottaero

- S:

Geo%etriaGeo%etria

ottaericaottaerica

S?

: coppie i #e$a%e



- I

Pira%ia#ePira%ia#e

*)arata*)arataI

coppie i #e$a%e 8

coppia !o#itaria

App#ica,io&e a #e$a%i %)#tip#i



App#ica,io&e a #e$a%i %)#tip#i

I# %etoo VSEPR p)3 e!!ere app#icato a&c0e a# ca!o i& c)i "i !ia&o

#e$a%i %)#tip#i oppi o trip#iF p)rc0 !i co&ti&o $#i e#ettro&i e#

#e$a%e %)#tip#o K !e oppio. : !e trip#oF co%e )&')&ica coppia i#e$a%e+

E!e%pi4

- H2CO

Le )e coppie i e#ettro&i #e$a&ti c0e co!tit)i!co&o i# oppio #e$a%eC?O co&ta&o per )&a e !i e"e *)i&i co&!ierare #a $eo%etria per

tre coppie #e$a&ti. cio tri$o&a#e p#a&aretri$o&a#e p#a&are

#a !tr)tt)ra i Le1i! H = C = H

4O4

?



4O4?

C

H H88:

822

U& oppio #e$a%e occ)pa pi !pa,io i )&o !i&$o#o per c)i

OCH>82 e HCH82



Metoi (a!ati !)##a %ecca&ica *)a&ti!tica

La e!cri,io&e pi corretta e##a !tr)tt)ra e#ettro&ica e##e

%o#eco#e. co%e *)e##a e$#i ato%i. (a!ata !)##a %ecca&ica*)a&ti!tica+

E!i!to&o )e pri&cipa#i teorie !e%p#iicate (a!ate !)##a %ecca&ica

*)a&ti!tica e c0e ieri!co&o per #e appro!!i%a,io&i )!ate4

- teoria e# #e$a%e i "a#e&,a o V@F

- teoria e$#i or(ita#i %o#eco#ari o MOF

TEORIA DEL LEGAME DI VALENZATEORIA DEL LEGAME DI VALENZA



TEORIA DEL LEGAME DI VALENZATEORIA DEL LEGAME DI VALENZAPer%ette i tra)rre #e or%)#e i Le1i! &e##o !c0e%a e##a %ecca&ica

*)a&ti!tica+ Ne##'approccio i Le1i! !i 0a c0e i# #e$a%e co"a#e&te o")to a##a

co&i"i!io&e i )&a coppia i e#ettro&i a parte ei )e &)c#ei+ A&c0e *)i !i 0a

#a co&i"i!io&e i )&a coppia i e#ettro&i. %a a##a %ecca&ica *)a&ti!tica!appia%o c0e #'e#ettro&e &o& #oca#i,,ato. !i par#a i&"ece i pro(a(i#it7 i

tro"are #'e#ettro&e &e##o !pa,io attor&o a# &)c#eo+

Seco&o #a teoria V@ )& #e$a%e tra )e ato%i !i or%a !e !o&o "eriicate #e

!e$)e&ti co&i,io&i4

8+ Si 0a )&a !o"rappo!i,io&e i )e or(ita#i !)i )e ato%i cio #e

e&!it7 e#ettro&ic0e ei )e or(ita#i occ)pa&o #a !te!!a re$io&e

e##o !pa,io

2+ I# &)%ero co%p#e!!i"o i e#ettro&i e!critti ai )e or(ita#i cioi# &)%ero tota#e i e#ettro&i co&te&)ti &ei )e or(ita#i

!o"rappo!tiF &o& %a$$iore i )e

La or,a e# #e$a%e ipe&e a# $rao i !o"rappo!i,io&e. %a$$iore

#a !o"rappo!i,io&e e pi orte i# #e$a%e

or%a,io&e e##a %o#eco#a Hor%a,io&e e##a %o#eco#a H22



zz

+l+l <Ne= >s<Ne= >s%% >p>p88

•

55 &s&s&&

•

or%a,io&e e##a %o#eco#a Hor%a,io&e e##a %o#eco#a H22

or%a,io&e e##a %o#eco#a HC#or%a,io&e e##a %o#eco#a HC#



• •

5+l5+l

!o"rappo!i,io&e

Ne##'HC# #a !o"rappo!i,io&e a""ie&e &o& i& )&a ire,io&e *)a#!ia!i.

%a #)&$o *)e##a ire,io&e c0e co&!e&te #a %a!!i%a !o"rappo!i,io&e.

cio e!atta%e&te #)&$o #'a!!e i )&o e$#i or(ita#i ;p

G#i ato%i H e C# 0a&&o )& !o#o e#ettro&e !paiato e or%a&o )& !o#o

#e$a%e+

• •6

&s&s >p>pzz

••

G#i i O N 0 # i i i



G#i ato%i O e N 0a&&o )e e tre e#ettro&i !paiati

or%a&o &or%a#%e&te )e e

tre #e$a%i co"a#e&ti co%e i&H

2O e NH

;

8! 2! 2p

N

8! 2! 2pO

Or(ita#i i(riiOr(ita#i i(rii



Or(ita#i i(riiOr(ita#i i(rii

La !eco&a co&i,io&e e##a teoria V@. i& accoro co& i precee&ti

e!e%pi. !)$$erire((e c0e i# &)%ero i #e$a%i or%ati a )& certo

ato%o corri!po&e a# &)%ero i e#ettro&i !paiati c0e e!!o po!!iee+/)e!ta aer%a,io&e &o& per3 i& $e&era#e corretta co%e

i%o!trato a# car(o&io c0e po!!iee )e e#ettro&i !paiati %a

or%a co%)&e%e&te *)attro #e$a%i co"a#e&ti. co%e &e# %eta&o

CHK

Per !pie$are *)e!ta. e a&a#o$0e !it)a,io&i. o((ia%o te&er

co&to c0e )& ato%o p)3 )ti#i,,are. per or%are #e$a%i.

co&i$)ra,io&i e#ettro&ic0e eccitate a (a!!a e&er$ia co& )&

&)%ero %a$$iore i e#ettro&i !paiati+

8! 2! 2p

C



Per e!e%pio i# car(o&io p)3 )ti#i,,are #a co&i$)ra,io&e i& c)i )&

e#ettro&e 2! "ie&e eccitato e "a a occ)pare #'or(ita#e 2p ")oto

Ta#e eccita,io&e ric0iee e&er$ia c0e per3 pi c0e co%pe&!ata

a##'e&er$ia c0e !i $)aa$&a i& !e$)ito a##a or%a,io&e i )e

#e$a%i ai,io&a#i c0e i# car(o&io p)3 ora or%are *)attro

i&"ece i )eF

E

8!

2p

2!

E

2!

2p

8!

Si &oti c0e &e##a co&i$)ra,io&e eccitate i *)attro or(ita#i !paiati



Si &oti c0e &e##a co&i$)ra,io&e eccitate. i *)attro or(ita#i !paiati

&o& !o&o e*)i"a#e&ti )& 2! e tre 2pF %e&tre ri!)#ta

!peri%e&ta#%e&te c0e i *)attro #e$a%i C-H e# CHK !o&o

e*)i"a#e&ti+I# %eta&o 0a i&atti )&a $eo%etria tetraerica co& i *)attro #e$a%i

C-H t)tti e##a !te!!a #)&$0e,,a+Ne##a teoria V@ *)e!to $i)!tiicato a!!)%e&o c0e i *)attro

or(ita#i i "a#e&,a e# car(o&io !i co%(i&i&o ra i #oro per are

*)attro &)o"i or(ita#i e*)i"a#e&ti etti or(ita#i i(rii+or(ita#i i(rii+I& $e&era#e )& or(ita#e i(rio )&a co%(i&a,io&e #i&eare i

or(ita#i ato%ici i )&o !te!!o ato%o+Da# p)&to i "i!ta e##a %ecca&ica *)a&ti!tica !i 0a4

Ψ

!p; ? c8Ψ

2!6 c2Ψ

2p 6 c; Ψ2pQ6 cKΨ

2p,

Ne# ca!o e# car(o&io i& CHK !i otte&$o&o *)attro or(ita#i i(rii.

c0ia%ati !p; perc0 eri"a&o a##a co%(i&a,io&e i )& or(ita#e ! e

tre or(ita#i p+



Ca#co#i teorici %o!tra&o c0e i *)attro or(ita#i i(rii 0a&&o )&

#o(o %o#to %a$$iore e##'a#tro e !o&o iretti a# ce&tro "er!o i

*)attro "ertici e# tetraero+

Seco&o #a teoria V@ i *)attro #e$a%i C-H !i or%a&o i& !e$)ito



* $ $

a##a !o"rappo!i,io&e i cia!c)&o ei *)attro or(ita#i i(rii !p;

e##'ato%o i car(o&io co& #'or(ita#e 8! i )& ato%o i iro$e&o+

L'i(ria,io&e e$#i or(ita#i e# car(o&io e #a or%a,io&e ei #e$a%i



L i(ria,io&e e$#i or(ita#i e# car(o&io e #a or%a,io&e ei #e$a%i

C-H po!!o&o e!!ere !c0e%ati,,ati co%e !e$)e4

Ato%o CCo&+ o&a%e&ta#e

Ato%o C

Co&+ eccitata

Si po!!o&o otte&ere or(ita#i i(rii co%(i&a&o #i&ear%e&te i"er!i

tipi e &)%eri i or(ita#i ato%ici+ I# &)%ero i or(ita#i i(rii otte&)ti

)$)a#e a# &)%ero i or(ita#i ato%ici co%(i&ati+

8! 2! 2p

8! 2! 2p

Ato%o C

i(rii,,ato 8! !p;

Ato%o C

i& CHK 8! !p;

e#ettro&i

e##Biro$e&o 8!F

Or(ita#i i(rii !pOr(ita#i i(rii !p22



Or(ita#i i(rii !pOr(ita#i i(rii !p

Co&!ieria%o #a %o#eco#a @;+

I# (oro 0a co&i$)ra,io&e e#ettro&ica o&a%e&ta#e 8!22!22p8 co& )&

!o#o e#ettro&e !paiato e #a or%a,io&e i tre #e$a%i co"a#e&ti co& i##)oro i& @

; "ie&e !pie$ata &e##a teoria V@ co& )&o !c0e%a i

eccita,io&e e i(rii,,a,io&e !i%i#e a *)e##o "i!to per i# car(o&io+

Ato%o @

co&i$+ o&a%e&ta#e

Ato%o @

co&i$+ eccitata

Ato%o @

i(rii,,ato

U& or(ita#e 2! e )e or(ita#i 2p ?

tre or(ita#i !p2 co& i!po!i,io&e tri$o&a#e p#a&are

8! 2! 2p

8! 2! 2p

8! 2p,!p2



Ψ

!p2 ? c

8Ψ

2!6 c

2Ψ

2p 6 c

; Ψ

2pQ

e#ettro&i

e# #)oro 2pF



Ato%o @ i& @;

I tre #e$a%i @- !i or%a&o per !o"rappo!i,io&e ei tre or(ita#i

i(rii !p2 e# (oro co& cia!c)&o e$#i or(ita#i !paiati e# #)oro

e# #)oro 2pF

8! 2p,!p2

8! 2! 2p

U& e#ettro&e !paiato i&

)& or(ita#e 2p



Si &oti c0e i# (oro co&!er"a

)& or(ita#e 2p &o&i(riato. ")oto.

perpe&ico#are a# pia&o

e##a %o#eco#a c0e &e

eter%i&a i%porta&tipropriet7 c0i%ic0e+

E!!o p)3 or%are a

e!e%pio )& #e$a%e ati"o

co& )&a %o#eco#a c0e

po!!iee )&a coppia

!o#itaria+





Co&!ieria%o #a %o#eco#a @e2+

I# (eri##io 0a co&i$)ra,io&e e#ettro&ica o&a%e&ta#e 8!22!2 !e&,a

a#c)& e#ettro&e !paiato e #a or%a,io&e i )e #e$a%i co"a#e&ti co&

i# #)oro i& @e2 "ie&e !pie$ata &e##a teoria V@ co& i# !e$)e&te

!c0e%a i eccita,io&e e i(rii,,a,io&e4

Ato%o @e

co&i$+ o&a%e&ta#e 8! 2! 2p

Ato%o @e

co&i$+ eccitata

Ato%o @e

i(rii,,ato

U& or(ita#e 2! e )& or(ita#e 2p ?

)e or(ita#i !p co& i!po!i,io&e #i&eare

8! 2! 2p

8! 2p!p



Ψ

!p ? c

8Ψ

2!6 c

2Ψ

2p

Mo#eco#a i HMo#eco#a i H22OO



Mo#eco#a i HMo#eco#a i H22OO

Ato%o O

co&i$+ o&a%e&ta#e

A&c0e !e #'o!!i$e&o 0a )e e#ettro&i !paiati &ece!!ario ricorrere

a##o !c0e%a i i(rii,,a,io&e !p; per $i)!tiicare #a !)a $eo%etria.

pie$ata co& a&$o#o HOH?8

8! 2! 2p

Ato%o O

i(rii,,ato 8! !p;

Ato%o O i& H2O

8! !p;

e#ettro&i

e##Biro$e&o 8!F

Si &oti c0e ei *)attro or(ita#i !p; )e !o&o oppia%e&te



occ)pati e co!tit)i!co&o #e coppie !o#itarie %e&tre )e

co&te&$o&o #Be#ettro&e !paiato c0e or%a i# #e$a%i O-H per

!o"rappo!i,io&e co& #Bor(ita#i 8! e##Bato%i i iro$e&o+

Se &o& !i ace!!e )!o e$#i or(ita#i i(rii !p; i #e$a%i O-H

!are((ero or%ati a##a !o"rappo!i,io&e i )e or(ita#i 2p co& $#i

8! e$#i H e #'a&$o#o HOH o"re((e e!!ere i co%e *)e##o

tra )e or(ita#i pF

Mo#eco#a i NHMo#eco#a i NH



Mo#eco#a i NHMo#eco#a i NH;;

A&c0e i& *)e!to ca!o #'a,oto 0a $i7 tre e#ettro&i !paiati %a

&ece!!ario ricorrere a##o !c0e%a i i(rii,,a,io&e !p; per

$i)!tiicare #a !)a $eo%etria. pie$ata co& a&$o#o HNH?8

Ato%o N

co&i$+ o&a%e&ta#e

Ato%o N

i(rii,,ato

Ato%o N i& NH;

8! 2! 2p

8! !p;

8! !p;

e#ettro&i

e##Biro$e&o 8!F

U&o ei *)attro or(ita#i !p; occ)pato a##a coppia !o#itaria %e&tre



tre co&te&$o&o )& e#ettro&e !paiato e or%a&o i #e$a%i N-H per

!o"rappo!i,io&e co& $#i or(ita#i 8! e##Biro$e&o+

A&c0e *)i !e &o& !i ace!!e )!o e$#i i(rii !p; i #e$a%i N-H

!are((ero or%ati a##a !o"rappo!i,io&e i tre or(ita#i 2p co& $#ior(ita#i 8! e##B H e #'a&$o#o HNH o"re((e e!!ere i +

Teoria V@ per e : coppie i e#ettro&iTeoria V@ per e : coppie i e#ettro&i



I& *)e!to ca!o &ece!!ario ricorrere a$#i i(rii !p; e !p;2

Mo#eco#a P

Ato%o P

co&i$+ o&a%e&ta#e;;! ;p

;;! ;p

;!p;

Ato%o P

co&i$+ eccitata

Ato%o P i(rii,,ato

e#ettro&i

e# #)oro 2pF



I ci&*)e #e$a%i P- !o&o or%ati a##a !o"rappo!i,io&e i

cia!c)&o ei ci&*)e or(ita#i !p; co& #Bor(ita#e 2p e# #)oro

c0e co&tie&e #Be#ettro&e !paiato

Ato%o P i& P

;!p;

e# #)oro 2pF

Or(ita#i i(rii e teoria VSEPR Or(ita#i i(rii e teoria VSEPR



E!i!te )&a corri!po&e&,a iretta tra #o !c0e%a i i(rii,,a,io&e

e##'ato%o ce&tra#e e #a teoria VSEPR+ I& partico#are per o$&)&a

e##e $eo%etrie pre"i!te a##a teoria VSEPR e!i!te )&o !c0e%a i

i(rii,,a,io&e ta#e c0e $#i or(ita#i i(rii corri!po&e&ti !o&o

i!po!ti &e##o !pa,io co& #a !te!!a $eo%etria e. i& !e$)ito a##a

!o"rappo!i,io&e co& $#i or(ita#e e$#i ato%i e!ter&i. co&)co&o

e!atta%e&te a##a !te!!a $eo%etria %o#eco#are+

Or(ita#e i(rio & or(ita#i $eo%etria VSEPR

& coppie

JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ

!p 2 #i&eare 2

!p2 ; tri$o&a#e p#a&are ;

!p; K tetraerica K

!p; (ipira%ia#e tri$o&a#e

!p;2 : ottaerica :

/)e!ta a&a#o$ia !)$$eri!ce #a !e$)e&te proce)ra per



e!cri"ere i #e$a%i i )&a %o#eco#a4

8+ !cri"ere #a or%)#a i Le1i! e##a %o#eco#a

2+ e)rre a *)e!ta #a $eo%etria !eco&o c)i !o&o i!po!te #e

coppie )!a&o i# %oe##o VSEPR

;+ e)rre i# tipo i i(rii,,a,io&e a##o $eo%etria eotta

K+ a!!e$&are $#i e#ettro&i e##'ato%o ce&tra#e a$#i or(ita#i i(rii

!eco&o #a re$o#a i H)&

+ or%are i #e$a%i ace&o !o"rapporre $#i or(ita#i i(rii

co&te&e&ti $#i e#ettro&i !paiati co& $#i or(ita#i e$#i ato%i

e!ter&i c0e co&te&$o&o )& e#ettro&e !paiato

Le$a%i %)#tip#i &e##a teoria V@Le$a%i %)#tip#i &e##a teoria V@



Le$a%i %)#tip#i oppi e trip#iF !i po!!o&o or%are *)a&o !i

0a #a !o"rappo!i,io&e i pi i )e or(ita#i+

Pri%a i "eere co%e !i or%a&o #e$a%i %)#tip#ico&!ieria%o i %oi i& c)i !i po!!o&o !o"rapporre i "ari

or(ita#i+

C#a!!iica,io&e ei #e$a%iC#a!!iica,io&e ei #e$a%i

6

H

8!

•

H

8!

•

8! 8!

H2

• •

Or(ita#i ! - !

Si%%etria ci#i&rica attor&o a##Ba!!e i&ter&)c#eare

Or(ita#i ! p



Or(ita#i ! - p

• •

5+l5+l


• •6

&s&s >p>pzz

• •

5 &s5 &s&& +l <Ne= >s+l <Ne= >s%% >p>p88

Or(ita#i p - p



p p


Ci !o&o )e %oi i& c)i $#i or(ita#i p !i po!!o&o !o"rapporre e!+

2 F

He ;! He ;!22 ;p;p

6

%p%pzz

•

%p%pzz

• • • •

22



/)a&o !i 0a !i%%etria ci#i&rica attor&o a##Ba!!e

i&ter&)c#eare i# #e$a%e i tipo σ+

G#i or(ita#i !i !o"rappo&$o&o ro&ta#%e&te

Or(ita#i p - p



CB )&Ba#tra %a&iera i& c)i $#i or(ita#i p !i po!!o&o !o"rapporre

No& cB !i%%etria ci#i&rica attor&o a##Ba!!e i&ter&)c#eare+ G#ior(ita#i !i !o"rappo&$o&o #atera#%e&te+ CB )& pia&o i e&!it7

e#ettro&ica &)##a per #Ba!!e i&ter&)c#eare+

Le$a%e i tipoLe$a%e i tipoπ

Esempio Molecola NEsempio Molecola N ::



ogni atomo Nogni atomo N ##a configurazionea configurazione

elettronica &selettronica &s%%

%s%s%%

%p%p>>

si formsi formanoano un legame di tipoun legame di tipo σσ ee

due legami di tipodue legami di tipo ππ

Esempio. Molecola N Esempio. Molecola N 22::

xσ

π

π

Legame triploLegame triplo

Eti#e&e



+6+

5

55

5

82

LBa&$o#o i 82 co%pati(i#e co& )&a i(rii,,a,io&e ei

car(o&i i tipo !p2

Geo%etria p#a&are

Ato%o C

i t #



O$&i car(o&io 0a tre or(ita#i

!p2 !) )& pia&o e!+ QF e )&

or(ita#e p perpe&ico#are a#

pia&o Q p,F o$&)&o co& co&

)& e#ettro&e !paiato

co&i$+ o&a%e&ta#e

Ato%o C

co&i$+ eccitata

Ato%o C

i(rii,,ato

8! 2! 2p

8! 2! 2p

8! 2p,!p2

I tre or(ita#i !p2 !i !o"rappo&$o&o co& )& or(ita#e !p2



e##Ba#tro car(o&io e co& $#i or(ita#i 8! e$#i iro$e&i per

or%are #e$a%i σ

Ri%a&e )& or(ita#e p, co& )& e#ettro&e

/)e!ti !i !o"rappo&$o&o per are )& #e$a%e π co& e&!it7

# i i# i



e#ettro&ica !opra e !otto i# pia&o Q

? #a or%a e##a %o#eco#a eter%i&ata !o#o a$#i or(ita#i c0e

or%a&o #e$a%iσ

? #a rota,io&e attor&o a# oppio #e$a%e i%peita !i ro%pere((e

i# #e$a%e πF

? i# #e$a%e σ 0a )&a !o"rappo!i,io&e pi e!te!a e# #e$a%e π

*)i&i )& #e$a%e #e$$er%e&te pi orte

Aceti#e&e



5 @ + ≡ + ? 5Geo%etria #i&eare

LBa&$o#o i 8< co%pati(i#e co& )&a i(rii,,a,io&e

ei car(o&i i tipo !p

Ato%o C

co&i$ o&a%e&ta#e 8 2 2



co&i$+ o&a%e&ta#e

Ato%o C

co&i$+ eccitata

Ato%o C

i(rii,,ato

8! 2! 2p

8! 2! 2p

8! 2p!p

O$&i car(o&io 0a )e or(ita#i !p !) )& a!!e e!+ F e )e

or(ita#e p perpe&ico#ari a##Ba!!e pQ

e p,

F o$&)&o co& co& )&

e#ettro&e !paiato

I )e or(ita#i !p !i !o"rappo&$o&o co& )& or(ita#e !p e##Ba#tro



car(o&io e co& $#i or(ita#i 8! e$#i iro$e&i per or%are ;

#e$a%i σ

I )e or(ita#i p co& )& e#ettro&e !paiato !i !o"rappo&$o&o co&

*)e##i e##Ba#tro car(o&io per are )e #e$a%i π

TEORIA DEGLI OR@ITALI MOLECOLARITEORIA DEGLI OR@ITALI MOLECOLARI



La teoria V@ #a teoria pi !e%p#ice (a!ata !)##a %ecca&ica

*)a&ti!tica+

E!!a rie!ce a e!cri"ere corretta%e&te #a $eo%etria i %o#ti!!i%e%o#eco#e %a &o& per%ette i pre"eere a#c)&e propriet7 i!ic0e

*)a#i $#i !pettri e#ettro&ici e #e propriet7 %a$&etic0e+

A e!e%pio !eco&o #a teoria V@ #a %o#eco#a i O2 o"re((e e!!ere

ia%a$&etica e(o#%e&te re!pi&ta a )& ca%po %a$&eticoF4

I& !e$)ito a##'appaia%e&to ei )e or(ita#i 2p !paiati per are )&

#e$a%e σ e )&o π+ I& rea#t7 #a %o#eco#a O2 para%a$&etica

e(o#%e&te attratta a ca%pi %a$&eticiF

O44O 4

4

4

4

•

•

•

•

La teoria e$#i or(ita#i %o#eco#ari MOF e!cri"e #a !tr)tt)ra

# tt i ## # # i i # ## #i t i



La !tr)tt)ra e#ettro&ica e##a %o#eco#a poi e!critta i& %a&ierae# t)tto a&a#o$a a *)e##a "i!ta per $#i ato%i+

A )&a %o#eco#a !o&o a!!ociati e$#i or(ita#i %o#eco#ari. )&,io&i

'o&a i# c)i *)arato ci 7 #a pro(a(i#it7 i tro"are $#i e#ettro&i

&e##o !pa,io i&tor&o ai &)c#ei. cia!c)& or(ita#e co& )&a ata

e&er$ia+

Co%e per $#i or(ita#i ato%ici !i co!tr)i!ce #a co&i$)ra,io&e e##o

!tato o&a%e&ta#e e##a %o#eco#a a!!e$&a&o $#i e#ettro&i ai "ari

or(ita#i i& ori&e i e&er$ia cre!ce&te. ri!petta&o i# pri&cipio i

Pa)#i e #a re$o#a i H)&+

e#ettro&ica e##e %o#eco#e i& %a&iera a&a#o$a a *)e##a e$#i ato%i

ace&o )!o ei %etoi e##a %ecca&ica *)a&ti!tica+ La teoria e$#i

or(ita#i %o#eco#ari (a!ata !)##')!o i or(ita#i %o#eco#ari. cio i

or(ita#i c0e !i e!te&o&o attor&o ai &)c#ei e##'i&tera %o#eco#a+ Co!9

co%e $#i or(ita#i ato%ici. $#i or(ita#i %o#eco#ari !o&o )&,io&i

'o&a c0e e!cri"o&o #a pro(a(i#it7 i tro"are #'e#ettro&e &e##o

!pa,io attor&o ai &)c#ei e##a %o#eco#a+

Mo#eco#e (iato%ic0e+Mo#eco#e (iato%ic0e+



E' i# ca!o pi !e%p#ice i or(ita#i %o#eco#ari. per %o#eco#e

(iato%ic0e *)e!ti po!!o&o e!!ere co!tr)iti aci#%e&te co%e

co%(i&a,io&e #i&eare i or(ita#i ato%ici+I& partico#are #e co%(i&a,io&i per%e!!e !o&o !o#o #a !o%%a e #a

iere&,a i or(ita#i ato%ici c0e co&)co&o. ri!petti"a%e&te.

a or(ita#i #e$a&ti e or(ita#i a&ti#e$a&ti+

I& $e&era#e "e&$o&o etti #e$a&ti or(ita#i %o#eco#ari c0e 0a&&oe&!it7 e#ettro&ica &o& &)##a ra i )e &)c#ei e a&ti#e$a&ti or(ita#i

c0e 0a&&o e&!it7 e#ettro&ica &)##a ra i )e &)c#ei+

I# ca!o pi !e%p#ice *)e##o e##a %o#eco#a i H2 per i# *)a#eoccorre co&!ierare !o#o $#i or(ita#i 8! ei )e ato%i i iro$e&o

co!tit)e&ti+

Si 0a&&o *)i&i !o#o )e or(ita#i %o#eco#ari. )&o #e$a&te

σ

8!?8!68! e )&o a&ti#e$a&te σ

8!?8!-8!

Co%(i&a,io&e #i&eare e$#i or(ita#i ato%iciCo%(i&a,io&e #i&eare e$#i or(ita#i ato%ici



6

a b

-

a b

Co%(i&a,io&e #i&eare e$#i or(ita#i ato%iciCo%(i&a,io&e #i&eare e$#i or(ita#i ato%ici



I& $e&era#e "e&$o&o etti #e$a&ti or(ita#i %o#eco#ari c0e 0a&&o

e&!it7 e#ettro&ica &o& &)##a ra i )e &)c#ei e a&ti#e$a&ti or(ita#i

c0e 0a&&o e&!it7 e#ettro&ica &)##a ra i )e &)c#ei+



L'e&er$ia e$#i or(ita#i %o#eco#ari #e$a&ti !e%pre %i&ore i

*)e##a e$#i or(ita#i ato%ici a c)i eri"a&o %e&tre *)e##a e$#i

or(ita#i a&ti#e$a&ti !e%pre %a$$iore+

I# ca!o pi !e%p#ice *)e##o e##a %o#eco#a i H per i# *)a#e



I# ca!o pi !e%p#ice *)e##o e##a %o#eco#a i H2 per i# *)a#e

occorre co&!ierare !o#o $#i or(ita#i 8! ei )e ato%i i iro$e&o

co!tit)e&ti+

Si 0a&&o *)i&i !o#o )e or(ita#i %o#eco#ari. )&o #e$a&te σ

8!?8!68! e )&o a&ti#e$a&te σ

8!?8!-8!

U&a %a&iera per rappre!e&tare !e%p#ice%e&te *)e!ta !it)a,io&e

i are )!o i ia$ra%%i i corre#a,io&e

E

8! 8!

σ

8!

σ

8!

La co&i$)ra,io&e e#ettro&ica e##o !tato o&a%e&ta#e i H2



*)i&i σ8!

F2 σ8!

F e p)3 e!!ere !c0e%ati,,ato co%e4

σ

8!σ

8!

I# #e$a%e !i or%a perc0 i )e e#ettro&i &e##a %o#eco#a 0a&&o

%i&ore e&er$ia c0e &ei )e ato%i !eparati+

E

8! 8!

σ

8!

σ

8!

/)a&o !i pa!!a a %o#eco#e (iato%ic0e ra ato%i pi pe!a&ti



&ece!!ario co&!ierare a&c0e $#i or(ita#i %o#eco#ari c0e !i or%a&o

per co%(i&a,io&e ei tre or(ita#i ato%ici 2p+

/)e!ti )#ti%i po!!o&o i&tera$ire i& )e %oi i"er!i a&o or(ita#i%o#eco#ari i tipo σ e π $#i or(ita#i ! a&&o !o#o #e$a%i σF+

Se #'a!!e i&ter&)c#eare pre!o co%e ,. $#i or(ita#i 2p, ei )eato%i or%a&o i )e or(ita#i %o#eco#ari σ

2p e σ

2p

G#i or(ita#i 2p e 2p

Q or%a&o i&"ece )e or(ita#i #e$a&ti e$e&eri



? co& #a !te!!a e&er$iaF π2p

e )e a&ti#e$a&ti. a&c0'e!!i e$e&eri.

π2p

+



L' i i i i t #i (it #i # # i i ti #i



Ta#i or(ita#i "a&&o rie%piti ri!petta&o #a re$o#a i H)&+

App#ica&o )&o !c0e%a i a)(a) po!!i(i#e pre"eere #e

co&i$)ra,io&i e#ettro&ic0e o&a%e&ta#i per t)tte #e %o#eco#e a#

@2 a# Ne

2

L'ori&e i rie%pi%e&to e$#i or(ita#i %o#eco#ari eri"a&ti a$#i

!trati ato%ici &?2

σ

2! σ

2! π

2p σ

2p π

2p σ

2p

i& c)i i )e or(ita#i π

2p po!!o&o co&te&ere *)attro e#ettro&i e co!9

i )e or(ita#i π2p+

σ 2p

E



N2

2?8 e#ettro&i i "a#e&,a or+ i #e$a%e?<2FX2?;

ia%a$&etica

E

2p2p

2! 2!σ

2!

σ

2!

π

2p

π

2p

2p

σ 2p

E



O2

:2?82 e#ettro&i i "a#e&,a or+ i #e$a%e?<KFX2?2

para%a$&eticaE

2p

σ

2p

2! 2!σ

2!

σ

2!

π

2p

π

2p

2p

σ 2p

E



2

2?8K e#ettro&i i "a#e&,a or+ i #e$a%e?<:FX2?8

ia%a$&eticaE

2p

σ

2p

2! 2!σ

2!

σ

2!

π

2p

π

2p

2p

σ 2p

E



Ne2

<2?8: e#ettro&i i "a#e&,a or+ i #e$a%e?<<FX2?

E

2p

σ

2p

2! 2!σ

2!

σ

2!

π

2p

π

2p

2p



$l modello del maredi elettroni prevede

c#e in un metallo gli

elettroni siano in

grado di muoversi

molto facilmente

attorno alla rete di

nuclei positivi.

Gli elettroni sono presenti in una

banda di valenza

Proprietà dei Metalli



Proprietà dei MetalliMalleabilità: i metalli possono esser facilmente

ridotti in lamine sottili per battitura

Duttilità:i metalli possono essere tirati in li.

Elevata Conducibilità Termica diminuisce

all!aumentare di t"Elevata Conducibilità Elettrica passaggio nella

banda di conduzione"

#ucentezza

LEGAME CHIMICO

Documents

Transcript of LEGAME CHIMICO