Esercitazione n.1 1. Dare una definizione a parole (e con disegni, se necessario) dei seguenti termini: orbitale atomico s legame covalente Probabilità elevata di trovare un elettrone in una regione sferica attorno al nucleo Condivisione di due elettroni tra due nuclei orbitale ibrido sp3 Orbitale atomico proveniente dalla riorganizzazione di un orbitale s e tre orbitali p orbitale molecolare Combinazione di orbitali atomici. Può essere ad energia inferiore a quella degli orbitali atomici (orbitale molecolare legaante) o superiore (orbitale molecolare antilegante) legame σ Legame covalente con densità elettronica lungo la congiungente dei nuclei lunghezza di legame Distanza media tra due atomi impegnati in legame covalente carbonio tetraedrico C ibridato sp3 legame covalente polare orbitale ibrido sp2 orbitale ibrido sp legame π legame idrogeno Legame covalente tra atomi di diversa elettronegatività Orbitale atomico proveniente dalla riorganizzazione di un orbitale s e due orbitali p Orbitale atomico proveniente dalla riorganizzazione di un orbitale s e un orbitale p Legame covalente senza densità elettronica lungo la congiungente dei nuclei, viene dalla sovrapposizione laterale di due orbitali p paralleli Interazione tra un H parzialmente positivo ed atomo con un doppietto elettronico non condiviso. legame delocalizzato Coppia di elettroni scambiata tra più di due nuclei: non si può rappresentare con una sola struttura risonanza Risultato della delocalizzazione: comporta maggiore stabilità rispetto alla non delocalizzazione 1 2. a) Individuare gli otto elettroni leganti associati all'atomo di carbonio in ciascuna delle seguenti strutture: :O: .. .. :O::C::O: .. .. :O :: C :: O : :: H:C:H H:C:::N: :O: .. .. H:C:H H:C:::N: b) Nelle strutture precedenti assegnare gli elettroni associati a ciascun atomo di H e gli otto elettroni associati a ciascun atomo di ossigeno e di azoto. .. .. :O::C::O: H:C:::N: :O: :: H:C:H 5. Ciascuna delle seguenti strutture contiene un doppio o un triplo legame. Scrivere le formule di Lewis e di Kekulé (a legame di valenza) corrispondenti: HCN, Cl2CO, C2Cl4, C2H2, C2H4, CH2O H:C:::N: N: H C .. .. :Cl: :Cl: .. :Cl:C::C:Cl: C .. :Cl: :Cl .. .. : H.. ..H ..C::C.. H H .. :Cl : .. :Cl: . . .. C::O: .. :Cl: .. C :Cl .. : H:C:::C:H H H C H C H H.. .. ..C::O.. H .. : Cl : .. O.. C : Cl : .. H C C H H C .. O.. H 2 15. Per ciascuna delle seguenti strutture dire se le coppie di atomi di carbonio indicate giacciono o no sullo stesso piano: H CH3 H3C C H H C H H3C C C C C H H sì H CH3 CH3 H H C H H3C C H CH2 H3C H3C H3C C C C C H H no H H CH3 HC CH2 CH3 C HC C HC CH2 CH3 sì C C sì (sono sulla stessa retta) H H (per una retta ed un punto al di fuori di essa passa un piano) 16. Dire il valore degli angoli di legame indicati nelle seguenti strutture: H H H C C H H H2C 120° (sp2) 120° (sp2) 109°(sp3) H 180°(sp) C C C H H3C 109°(sp3) H C CH C H H H H 17. Dire, in ciascuna delle seguenti coppie, se è più corto il legame (1) o (2): 1 2 Cl CH2CH3 Cl CH C(sp3)-Cl 2 1 H3C CH2 C(sp2)-Cl O 1 H CH3 O C CH3 C(sp2)-O più corto C(sp3)-O più corto C(sp2)-H CH3 2 C H CH C C H C(sp)-H più corto 3 32. Quale dei seguenti composti può formare legame idrogeno con se stesso? e con l'acqua?: CH3CH2CH2OH; CH3COCH3; (CH3)3CH a a H H CH3 CH2 CH2 O.. CH3 CH2 CH2 O.. H H O CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 O .. H O H CH3 C O. . O H H CH3 a d d d H non può formare legame H con se stesso (manca l'H legato ad un atomo elettronegativo O H CH3 NON può formare legame idrogeno CH3 CH CH3 33. a) Mostrare tutti i tipi di legame idrogeno in una soluzione acquosa di (CH3)2NH. Quale è il più forte? H H3C .. H3C N H H3C :N CH 3 H3C CH3 H H3C H3C N: H H :O :O O H H H H legame H più forte:tra l'H più positivo (legato all'atomo più elettronegativo) e l'atomo accettore meno elettronegativo (donatore migliore) H O H CH3 H3C H3C N H H3C b) Indicare il legame idrogeno tra due molecole di metanolo (CH3OH) e quello tra una molecola di metanolo ed una di acqua. CH3 O H CH3 :O O H H CH3 H CH3 O H :O H H :O H 4