teoria del legame di valenza e degli orbitali molecolari

DALL’IBRIDAZIONE ALLE TEORIE CHE SPIEGANO I
LEGAMI MOLECOLARI
TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA E DEGLI
ORBITALI MOLECOLARI
ORBITALI E LEGAME CHIMICO
TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA (VB)
I legami sono formati dalla sovrapposizione degli ORBITALI ATOMICI.
Nel caso di H2 il LEGAME COVALENTE che risulta dalla sovrapposizione di due
orbitali s, è chiamato LEGAME SIGMA (σ).
La densità elettronica di un legame σ è maggiore lungo l’asse del legame
Gli orbitali si sovrappongono per formare un legame;
Gli orbitali possono essere occupati da due elettroni (±½);
La regione di maggiore probabilità di trovare gli elettroni è fra i due nuclei.
ES. H2 – HF – F2
TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA (VB)
IBRIDIZZAZIONE DEL CH4
Struttura di Lewis; Teoria VSEPR del metano
IBRIDIZZAZIONE DEGLI ORBITALI
IBRIDAZIONE DEL CARBONIO IN CH4
TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA (VB)
TEORIA DELL’IBRIDIZZAZIONE
Gli orbitali atomici s, p e d, possono mescolarsi per formare nuovi orbitali,
chiamati orbitali ibridi.
Il numero degli orbitali ibridi ottenuti è sempre uguale al numero degli
orbitali atomici combinati.
Gli orbitali ibridi sono costruiti combinando un orbitale s con tanti
orbitali p (ed eventualmente d) per avere un numero totale di orbitali
ibridi sufficienti per accogliere gli elettroni delle coppie di legame e
delle coppie solitarie sull’atomo centrale.
Gli orbitali ibridi sono diretti dall’atomo centrale verso gli esterni in
modo da sovrapporsi con i loro orbitali e formare legami forti.
TEORIA DEL LEGAME DI VALENZA (VB)
TEORIA DELL’IBRIDIZZAZIONE
Gli orbitali IBRIDI necessari per un atomo in una molecola o in uno ione sono tanti
quanti ne richiede la geometria delle coppie di elettroni dell’atomo.
E’ necessario un orbitale ibrido per ciascuna coppia di elettroni di un legame
sigma e per ciascuna coppia solitaria.
IBRIDIZZAZIONE E FORMA DELLE MOLECOLE
IBRIDIZZAZIONE DI BeCl2
IBRIDIZZAZIONE DEL BF3
IBRIDIZZAZIONE E FORMA DELLE MOLECOLE
IBRIDIZZAZIONE E LEGAMI MULTIPLI
Come si può spiegare con VL la formazione di legami multipli?
La formazione di ogni legame richiede la sovrapposizione di due orbitali di due
atomi adiacenti quindi un doppio legame richiede due coppie di orbitali atomici
che si sovrappongono e due coppie di elettroni.
ETILENE
IBRIDIZZAZIONE E LEGAMI MULTIPLI
Il legame pi-greco (π) è dovuto alla sovrapposizione laterale di due orbitali p non
ibridati.
La regione di sovrapposizione è situata sopra e sotto l’asse internucleare.
QUALE LEGAME SI ROMPERA’ PRIMA?
IL BENZENE
TEORIA DEGLI ORBITALI MOLECOLARI (OM)
I° il numero totale degli orbitali molecolari è sempre uguale al numero degli
orbitali atomici che si sono combinati
II° l’orbitale molecolare legante ha minore energia degli orbitali atomici da cui
deriva, mentre l’orbitale molecolare antilegame ha maggiore energia.
III° gli elettroni della molecola vengono assegnati agli orbitali di energia via via
crescente
TEORIA DEGLI ORBITALI MOLECOLARI (OM)
TEORIA DEGLI ORBITALI MOLECOLARI (OM)
ORDINE DI LEGAME = ½ . (N° di e- O.M. LEGANTI – N° di e- O.M. ANTILEGANTI)
CONCLUSIONI
TEORIA VB
E’ molto utile per descrivere qualitativamente il legame e visualizzare la
struttura molecolare in particolare nel caso di molecole costituite da più
atomi.
APPLICAZIONE: RAPPRESENTARE STRUTTURE COMPLESSE
TEORIA MO
E’ utilizzata per la descrizione quantitativa del legame e al contrario della
teoria VB che fornisce indicazioni sullo stato fondamentale, la teoria MO è
indispensabile per descrivere le molecole negli stati eccitati delle
molecole.
APPLICAZIONE: PROPRIETA’ DELLE MOLECOLE E DEI COMPLESSI
(TEORIA DEL COLORE)