La formazione del! eno Il paramag La formazione delle molecole di

SEZIONE D
Dall'atomo ai composti inorganici e organici
La formazione del!
Per chiarire con un ese
una molecola H2• serve
eno
Come
ma
P,
quindi
Si ha
moleco
Inoltre
risulta C
Passi
o a teoria OM alla formazione di
~ -e schema:
_lh.'-hC
OA
O" ,
OA
H
H
a;
Con O"s si indica l'orbitale molecolare legante, mentre con
quello antilegante. Gli elettroni si sistemano prima in as' perché ha un contenuto energetico minore, poi in
In questo caso, poiché l'orbitale molecolare antilegante rimane vuoto, il legame può formarsi.
La configurazione elettronica della molecola risultante può essere rappresentata con la classica formula, opportunamente modificata: (lay.
Applicando lo stesso procedimento al caso dell'elio, si ottiene che i quattro elettroni dei due atomi devono distribuirsi sia in as sia in a:: da ciò si deduce che il legame non può formarsi.
Lordìne di legame è in generale fornito dalla formula
a;.
di d' l
numero di elettroni leganti - numero di elettroni antileganti
or me l egame=
.
2
Applicata al caso dell'idrogeno essa dà (2 - 0)/2 = l, ovvero indica che tra i
due atomi della molecola H2 vi è un legame semplice; applicata al caso dell'elio dà invece (2 - 2)/2 = O, a significare che gli atomi dell'elio non si legano
tra loro.
La formazione delle molecole di azoto e di ossigeno
Anche gli orbitali p possono generare OM, sia di tipo a sia di tipo n. È il caso della molecola N2, per la quale si utilizza il seguente schema (in cui non
vengono considerati gli OM di tipo a leganti e antileganti che derivano dagli
OA s dei primi due livelli, in quanto tali OM sono completi):
OM
OA
In ques
alla regola
n° e n° rez
Px
J'y
mezzi leg ~
La formi
l'ordine di --"
rl
Il paramag
I due esem
ossigeno.
Dal diagra
no ~ quelli :
;nvece, vi s _
nosto.
Poiché 10_
gisce con il ~
merso), nel =nel secondo
Sono gli ele
<
OA
N
smo.
a
14. Quali s
nPx
nP
15. Quale
OM?
y
Il legame chimico
Come si vede, in N2 vengono riempiti gli OM leganti n , n (degen:rO e
O'P, , ma non i rispettivi OM antileganti. Tra gli atomi di Pàzo~o si formano
quindi tre legami: un O' 5: due n.
•
Si ha (l0'9"D(l0'*)2 (20'~ (20'*)2
(2n '4 (20' :R.aome formula elettronica della
s
P
P
molecola.
Inoltre, applicando la formula già usata in precedenza, l'ordine di legame
risulta (10 - 4)12 = 3.
Passiamo ora a considerare la molecola O2:
S
S
'S
OA
OM
OA
o
o
In questo caso si riempiono gli OM leganti n , n (degeneri) e O' .; in base
alla regola di Hund, inoltre, due elettroni si dispxon~ono negli OM :ntileganti
e n* rendendoli semicompleti. Questi elettroni antileganti annullano due
:nezzi fég_ami,per cui nella molecola 02 i lega,wi sono solo dueJln O'S un n.
La formula elettronica è (lO'>~ClO';? (20'~ì (20'y (2np (20'p 7J (2n;)2 e
"ordine di legame è (lO - 6)12 = 2.
:r;
I para magnetismo dell'ossigeno
: due esempi riportati permettono anche di spiegare il paramagnetismo del'ossigeno.
Dal diagramma della molecola N2 si nota che gli elettroni con spin orario e quelli con spin antiorario sono in ugual numero. Nella molecola O2,
invece, vi sono tre elettroni con uno spin e cinque elettroni con lo spin opposto.
Poiché lo spin di ogni elettrone produce un campo magnetico (che interazisce con ilcampo magnetico esterno in cui eventualmente l'elettrone è immerso), nel primo caso i campi si bilanciano e la molecola non è magnetica,
. el secondo caso un campo prevale sull'altro e la molecola è paramagnetica.
-ono gli elettroni spaiati per lo spin a causare il fenomeno del paramagneti<
-
STIlO.
a
Facciamo il punto
_
4. Quali sono i principi della teoria OM?
5. Quale caratteristica della molecola 02 viene spiegata solo dalla teoria
OM?
UNITÀ 12