strutture

L’OSSIGENO NON PUO’ FARE ESPANSIONE DI
VALENZA perché APPARTIENE AL SECONDO
PERIODO
CONFIGURAZIONE DELL’ELEMENTO CON N.A 21
Lo scandio è l'elemento chimico di numero atomico 21 e il suo simbolo è Sc. IIIB
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Acetilene C2H2 acido
ELEMENTO
H
C
10
ELETTRONI
1
4
ATOMI
2
2
TOT
2
8
La molecola dell'acetilene è una molecola lineare;
Ciascun atomo di carbonio dell'acetilene è ibridato
sp e presenta quindi due orbitali 2p non ibridati resi
disponibili per i legami π.
Il risultato è una molecola cilindrica nella quale gli
atomi di carbonio del triplo legame sono "seppelliti"
dai due sistemi di elettroni π.
H2O ACQUA
1: 1S
8: 1S2 2S2 2P4
Geometria tetraedrica
Ibridazione sp3
Legame covalente con h
Poichè l'atomo di Ossigeno è molto più elettronegativo degli atomi di
idrogeno, risulterà una delocalizzazione parziale di carica negativa
sull'ossigeno, e positiva sui protoni, con risultato di una molecola molto
polare e che potrà facilmente sviluppare legami a idrogeno intermolecolari.
Questa
polarità
responsabile:
il
forte
potere
solvente
dell'acquaspecialmente nei confronti di sostanze ioniche; il fenomeno della
tensione superficiale dell'acqua. I forti legami a idrogeno sono responsabili
anche dell'elevato punto di ebollizione (100°C) e punto di congelamento
(0°C).
Legame idrogeno dipolare. Il legame a idrogeno o ponte a idrogeno è un
caso particolare di forza intermolecolare in cui è implicato
un atomo di idrogeno coinvolto in un legame covalente con elementi
molto elettronegativi (come fluoro (F), ossigeno (O), azoto (N)),[1] i quali
attraggono a sé gli elettroni di valenza, acquisendo una parziale carica
negativa (δ-) lasciando l'idrogeno con una parziale carica positiva
(δ+).[2]
Contemporaneamente
l'idrogeno
viene
attratto
da
un atomo elettronegativo di una molecola vicina.
BENZENE, C6H6
Il benzene è un idrocarburo, è il capostipite dei composti aromatici
a. debole
tutti i legami carbonio - carbonio sono equivalenti ed hanno una lunghezza
che è superiore a quella di un doppio legame ma inferiore a quella di un
singolo legame. La risonanza è quel fenomeno secondo cui una molecola
può essere rappresentata solo attraverso diverse strutture che differiscano
tra loro per una diversa distribuzione degli elettroni. ogni legame C-C è un
ibrido tra un singolo e un doppio legame, pertanto la sua lunghezza sarà
intermedia tra quella di un singolo e quella di un doppio legame. Ogni
atomo di carbonio del benzene è ibridato sp2 con geometria trigonale
planare e angoli di 120°: I restanti sei orbitali di tipo p, uno su ciascun
atomo di carbonio, sono disposti perpendicolarmente al piano della
molecola, sono paralleli fra loro e si sovrappongono lateralmente. Tale
sovrapposizione interessa contemporaneamente tutti e sei gli orbitali p
con formazione di un unico orbitale a forma di ANELLO.
La teoria degli orbitali molecolari (teoria MO) dà una rappresentazione più
corretta. I sei orbitali atomici 2p, paralleli tra loro e perpendicolari al piano
dell'anello, si combinano tra loro per formare altrettanti orbitali molecolari
p di cui tre sono orbitali molecolari di legame (p1, p2, p3) e i tre sono
orbitali molecolari di antilegame (p4*, p5*, p6*). I sei elettroni del sistema
p sono collocati nei tre orbitali molecolari di legame (p1, p2, p3).
teoria OM benzene
La particolare stabilità del benzene è dovuta proprio al fatto che tutti gli
orbitali molecolari di legame sono pieni, mentre tutti gli orbitali molecolari
diantilegame (p4*, p5*, p6*) sono vuoti. Tale configurazione è detta a
guscio chiuso.
C6H5COOH
CONFIGURAZIONE CARBONIO
1s2 2s2 2p2
il numero atomico del carbonio è Z = 6, quindi
l'atomo di carbonio ha 6 protoni e 6 elettroni.
il carbonio ha solo due orbitali 2p semipieni e,
pertanto, dovrebbe dare origine solamente a due
legami covalenti.
In realtà il carbonio è prevalentemente
tetravalente, cioè in grado di formare 4 legami con
altri atomi.
Si suppone pertanto la promozione di un elettrone
dall'orbitale 2s all'orbitale 2p vuoto e la successiva
ibridazione orbitalica.
Il C, elemento del quarto gruppo e del secondo periodo, possiede 6 protoni e 6 elettroni disposti
negli orbitali. ha cioè 2 elettroni spaiati nel livello più esterno. Poiché nei composti organici il C
forma 4 legami covalenti, significa che un elettrone dell'orbitale 2s è promosso nell'orbitale 2p e
poi si verifica l'ibridazione.
Ibridazione sp3
Si ottiene dal rimescolamento dell'orbitale s con 3 orbitali p.
I 4 orbitali ibridi si dispongono ai vertici di un tetraedro, con angoli di 109.5°.
I legami che formano con gli altri elementi sono di tipo σ, perciò molto forti.
sp2
Dopo la promozione dell'elettrone, un orbitale s si ibrida con 2 orbitali p.
I 3 orbitali ibridi si dispongono sullo stesso piano con angoli di 120°, mentre
l'orbitale p non ibridato si pone perpendicolarmente agli altri 3.
Quando si sovrappone un orbitale p non ibridato di un C con quello di un altro C si
ha un legame π, più debole del legame σ; quindi, tra due atomi di C si ha un
doppio legame: uno σ e uno π.
sp
Un orbitale s si sovrappone ad un solo orbitale p. I 2 orbitali ibridi ottenuti si
dispongono lungo un asse con un angolo di 180°. Gli orbitali p non ibridati si
pongono perpendicolari tra loro e agli orbitali ibridi. Gli orbitali ibridi formano due
legami σ con altri elementi, mentre tra i due C si ha un triplo legame: uno σ e due π.
ACIDO ACETICO CH3COOH, debole
ELEMENTO
C
H
O
ELETTRONI
4
1
6
ATOMO
2
4
2
TOTALE
8
4
12 24
1s2 2s2 2p2
1s
CH3COOH: ibridazione sp3 (CH3); ibridazione sp2 (COOH);
ACIDO ARSENICO, H3AsO4, debole
ACIDO ARSENIOSO, H3AsO3, debole
AS 5
L'arsenico è ibridato sp3 ed è legato a tre
gruppi -OH e a un atomo di ossigeno tramite
doppio legame. La geometria molecolare è
tetraedrica con una distribuzione di carica
asimmetrica pertanto la molecola è polare.
ACIDO BORICO,H3BO3, debole
B3
ibridazione sp3).
Ha una struttura planare in cui il boro forma
angoli di 120° con tre gruppi –OH e l’acido borico
cristallino è costituito da strati di molecole legate
tra loro da legami a idrogeno.
ACIDO BRONIDRICO, HBr, forte
BR 7
Legame covalente polare
Sp
lineare
ACIDO IPOBROMOSO, HBrO, debole
Angolata
sp3
ACIDO CARBONICO, H2CO3, deb
trigonale planare con angolo di 120 gradi, ibridazione sp2
ACIDO CIANIDRICO HCN, DEBOLE
un legame σ H—C, un legame σ e due legami π che
formano il triplo legame C≡N; inoltre è presente un
doppietto elettronico non impegnato sull'azoto.
Molecola lineare
Carbonio sp
ACIDO CLORICO HCLO3 forte
ELEMENTO
H
CL
O
26
ELETTRONI
1
7
6
ATOMO
1
1
3
TOTALE
1
1: 1S
7
17: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P5
18
8: 1S2 2S2 2P4
geom piramid a base triang
ibr cloro sp3
Cloro pentavalente
Anidride: ossido non metallico che dà con
l'acqua una reazione acida.
ACIDO CLORIDRICO, HCL forte
lineare
ELEMENTO
ELETTRONI
ATOMI TOT
H
1
1
1
Cl
7
7
7
8
ACIDO CLOROSO, HCLO2 DEBOLE
ELEMENTO
H
CL
O
20
ELETTRONI
1
7
6
ATOMO
1
1
2
TOTALE
1
7
12
ACIDO IPOCLOROSO, DEBOLE, HClO
ELEMENTO
H
CL
O
14
ELETTRONI
1
7
6
ATOMO
1
1
1
TOTALE
1
7
6
ACIDO PERCLORICO HCLO4 FORTE
Elemento
H
Cl
O
elettroni esterni
1
7
6
atomi
1
1
4
totale
1
7
24
1: 1s
17: 1s2 2s 2p6 3s2 3p5
8: 1S2 2S2 2P4
30
3 legami dativi
Geometria tetraedrica
Ibridazione sp3
CONFIGURAZIONE ELETTRONICA DEL CLORO indica la disposizione degli elettroni negli orbitali di
questo elemento chimico.
Il cloro (Cl) ha numero atomico Z = 17, ciò significa che ha 17 protoni e quindi 17 elettroni. Seguendo la regola
della diagonale e ricordando che nell'orbitale s possono essere collocati al massimo 2 elettroni, nell'orbitale
p possono essere collocati al massimo 6 elettroni, è possibile scrivere la configurazione elettronica del cloro,
che è la seguente:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Il livello di energia esterno, parzialmente o completamente occupato dagli elettroni è il terzo, infatti il Cl
appartiene al 3° periodo. Inoltre il cloro ha 7 elettroni di valenza (gli elettroni di valenza sono quelli presenti
nell'ultimo livello di energia cioè questi: 3s2 3p5); il Cl infatti appartiene al gruppo VII. (gruppo degli alogeni).
ACIDO FLUORIDRICO, HF, DEBOLE
F7
ACIDO FORMICO HCOOH, DEBOLE
ELEMENTO
ELETTRONI
ATOMI TOTALE
H
1
2
2
C
4
1
4
O
6
2
12
Il carbonio avrà una ibridazione sp2.Dalla sovrapposizione di un
orbitale sp2 del carbonio con un orbitale sp2 dell'ossigeno si
forma un legame sigma e dalla sovrapposizione dell'orbitale p
del carbonio e dell'orbitale p dell'ossigeno si forma un legame
pi-greco.
Dunque il carbonio forma angoli di legame di 120 gradi,e tutta la
molecola ha una geometria planare.Gli altri orbitali sp2 del
carbonio poi vengono utilizzati per formare altri legami sigma
con altri carboni.
18
ACIDO IODIDRICO, HI, FORTE
I7
ACIDO NITRICO HNO3 FORTE
ELEMENTO
ELETTRONE
ATOMO TOT
H
1
1
1
N
5
1
5
O
6
3
18
Struttura planare della molecola. I legami
covalenti N-O, disposti tra loro secondo un angolo
di 130°, sono asimmetrici rispetto al legame NOH.
sp2
24
ACIDO NITROSO, HNO2 DEBOLE
ibrid sp2 , geometria
angolata:
e.Trigonale planare
Legame di tipo s
ELEMENTO
ELETTRONI
ATOMI
TOTALE
H
1
1
1
N
5
1
5
O
6
2
12 18
ACIDO SOLFORICO: H2SO4 forte HSO424:4=6
16: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4
1: 1s
8: 1s^2 2s^2 2p^4
Geometria tetraedrica
Zolfo ibridato sp3
Legame pgreco
Ossigeno ibridato sp2
quattro legami σ
ACIDO SOLFIDRICO, H2S, FORTE
Il solfuro di idrogeno
a geometria tetraedrica con angolo di legame H-S-H di 92.1°.
SP3
ACIDO SOLFOROSO, DEBOLE, H2SO3
ELEMENTO
H
S
O
26
ELETTRONI
1
6
6
ATOMO
2
1
3
S tetravalente, geometria piramide a base triangolare,
S ibridizzato sp3 : tre legami σ ed un doppietto
g.e. tetraedrica
TOTALE
2
6
18
NITRATO DI SODIO,SALE, NANO3
MONOSSIDO DI CARBONIO,CO2
TRIGONALE PLANARE
MONOSSIDO DI AZOTO, NO
DIFLUORURO DI SODIO, SF2
Pentafluoruro di fosfato, pf5
ANIDRIDE SOLFORICA, SO3
CARBONATO DI SODIO, Na2CO3
BROMATO, BrO3
Formaldeide,CH2O
Trifluoruro di bromo,BrF3
CLO2, DIOSSIDO DI CLORO
Trifluoruro di boro, BF3
Anidride
solforosa, SO2
ACIDO FOSFORICO, H2PO4
Tetrafluoruro di zolfo,SF4
Tricloruro di fosforo,PCl3
UREA
CH4N2O
ACRILONITRILE
CH2CHCN