Che forma hanno le molecole ?
La formula di struttura secondo Lewis del
tetracloruro di carbonio
Fornisce informazioni sul collegamento tra gli atomi
Fornisce informazioni sugli orbitali di valenza
Fornisce informazioni sul carattere dei legami
Comunque la formula di Lewis non fornisce alcuna
informazione sulla struttura tridimensionale della
molecola.
La struttura di una molecola è definita da:
•Gli angoli di legame
•Le lunghezze di legame
•Nel tetracloruro di carbonio:
•La lunghezza di ciascun legame C-Cl è 1.78Å
•Ciscun angolo di legame Cl-C-Cl è 109.5°
•Il tetracloruro di carbonio ha una struttura tetraedica:
Modello VSEPR Valence Shell Electron Pair Repulsion
repulsione delle coppie di elettroni di valenza
Disposizione a più bassa energia di “palloncini”.
LINEARE
TRIGONALE PLANARE
TETRAEDRICA
•Atoms are bonded together by electron pairs in valence orbitals
•Electrons are all negatively charged and tend to repel other electrons
•Bonding pairs of shared electrons tend to repel other bonding pairs
of electrons in the valence orbital
The best spatial arrangement of the bonding pairs of electrons in the
valence orbitals is one in which the repulsions are minimized
N° coppie
elettroniche
Geometria di
coppie
elettroniche
N° coppie
elettroniche
Geometria di
coppie
elettroniche
•Come determinare un modello VSEPR :
•1. Disegnare la struttura della molecola secondo
Lewis.
•2. Contare il numero totale di coppie elettroniche
intorno all’atomo centrale. Disporre le coppie in
modo da minimizzare la repulsione elettrostatica.
•3. Descrivere la geometria della molecola in termini
di disposizione angolare delle coppie elettroniche di
valenza.
Predire la geometria di una molecola
Nelle strutture di Lewis ci sono due tipi di
coppie elettroniche di valenza:
•Coppie di legame (condivise dagli
atomi nel legame)
•Coppie non leganti (lone pairs o
coppie solitarie)
•Struttura di Lewis dell’ammoniaca:
Tre coppie elettroniche di legame
Una coppia solitaria
Totale 4 coppie, quindi geometria di
riferimento di tipo tedraedrico, ma
trigonale piramidale per quanto
riguarda le coppie di legame.
N.B. La presenza di coppie
elettroniche solitarie
induce distorsioni nella
struttura
N.B.
I doppi legami, nella formula di Lewis, vengono
contati come singole coppie elettroniche di legame
Es: acido solforico H2SO4
O
O
H
S
OH
O
Pur essendoci complessivamente 6
coppie elettroniche, se ne contano
solo 4. La geometria dei legami
intorno all’atomo di S, sarà quindi
tetraedrica.
N.B. I principi del modello VSEPR
possono essere applicati anche a
molecole complesse.
ripiegata
tetraedrica
trigonale
ALANINA
FORMULA DI
STRUTTURA
MODELLO A
“PALLE E
BASTONCINI”
MODELLO
TRIDIMENSIONALE
“A RAGGI DI VAN
DER WALL”
TEORIA DELL’IBRIDAZIONE
ASINO
CAVALLA
MULO
IBRIDAZIONE
In un dato atomo orbitali con energie
confrontabili possono “combinarsi”
tra loro per generare nuovi orbitali
ibridi.
N.B. il numero di orbitali ibridi deve
essere uguale al numero degli
orbitali atomici di partenza.
L’ibridazione di orbitali atomici è un processo che richiede
energia, ma aumentando il numero di elettroni “spaiati” su
altrettanti orbitali ibridi, aumenta il numero dei legami covalenti
che quell’atomo può formare. Quindi l’energia spesa inizialmente
viene recuperata con gli interessi.
2p2
E
sp3
2s2
1s2
FORMA DEGLI ORBITALI IBRIDI sp3
FORMA DEGLI ORBITALI IBRIDI sp2
 orbitale p non ibrido
orbitali ibridi sp2
FORMA DEGLI ORBITALI IBRIDI sp
 orbitali p non ibridi
orbitali ibridi sp
Gli stati allotropici del carbonio sono una
conseguenza del differente tipo di ibridazione
sp3
sp2
Un diamante non è per sempre
3° stato allotropico del carbonio: il fullerene
C:60
Struttura geometrica platonica derivante dalla resezione degli
spigoli di un icosaedro (…era il simbolo dell’acqua)
Varianti fullereniche
nanotubuli