LEGAMI CHIMICI

~I LEGAMI CHIMICI

Perché si formano i legami chimici?  

~ Gli atomi tendono spontaneamente a legarsi.

~Il legame si forma perché l'energia complessiva del sistema-molecola è inferiore a quella del sistema formato da atomi isolati. (Ogni sistema tende spontaneamente a stabilizzarsi in uno stato a energia minima).

~Il legame si forma poiché la forza di attrazione elettrostatica propria del nucleo di un atomo non si esercita solo sui propri elettroni ma si estende anche agli elettroni più esterni (di valenza) degli atomi vicini. 

IL LEGAME COVALENTE

Il legame covalente nasce dalla condivisione di una o più coppie di elettroni di legame. Entrambi gli atomi realizzano l'ottetto di stabilità se tali elettroni vengono conteggiati per ciascuno degli atomi collegati.

--> Se la coppia di elettroni condivisi è una sola dà luogo a un legame semplice. Se sono due le coppie di elettroni condivisi si ha un legame doppio, mentre se sono tre le coppie un legame triplo

 LEGAME COVALENTE PURO 

Il legame covalente puro o omopolare si stabilisce tra due atomi uguali, cioè con la stessa elettronegatività.

  LEGAME  COVALENTE POLARE

Si ha il legame covalente polare se l'elettronegatività oscilla tra 0<Δx< 1,9 . Si stabilisce quando la coppia si elettroni di legame è fortemente spostata su uno dei due atomi.

--> ELETTRONEGATIVITÀ = è la capacità che un atomo di possiede di attrarre verso di sé la coppia di elettroni . 

IL LEGAME IONICO

Il legame ionico si forma tra due atomi che hanno l'elettronegatività maggiore di 1,9. Un atomo acquista un elettrone da un altro atomo diventando ione negativo, mentre l'altro atomo diventa uno ione positivo. 

LEGAME  DI COORDINAZIONE

Il legame di coordinazione o anche donatore/accettore si forma quando la coppia di elettroni di legame proviene da uno solo dei due atomi. (Donatore chi mette i due elettroni, accettore chi li acquista) .

LEGAME METALLICO 

Il legame metallico si stabilisce tra ioni positivi tenuti insieme dagli elettroni di valenza resi liberi e mobilissimi. 

~FORZE DI VAN DER WAALS 

LEGAME DIPOLO/DIPOLO

Il legame dipolo/dipolo è un legame intermolecolare che si stabilisce tra due molecole polari per debole attrazione elettrostatica tra i poli opposti. 

LEGAME  A IDROGENO 

Il legame a idrogeno è una forza intermolecolare particolarmente intensa che si esercita tra atomi di piccole dimensioni e molto elettronegativi come il fluoro, l'ossigeno e l'azoto (F,O,N) e l'idrogeno (H).

LEGAME ISTANTANEO

Anche le molecole non polari per pochi istanti possono formare legami temporanei, che per brevissimo tempo con la loro carica attirano a sé o respingono altri dipoli (forze di London).

LEGAME  σ

Il legame σ si verifica quando si la sovrapposizione di due orbitali è frontale, cioè testa/testa. Ha una forma ovoidale.

LEGAME π

Il legame π si verifica quando la sovrapposizione di due orbitali è laterale, cioè fianco/fianco.
Il legame π è meno stabile del legame σ.

STORIA DELL'ATOMO

~La storia dell'atomo

La storia dell'atomo inizia nel 400 a.C. con Democrito che faceva parte della scuola degli atomisti e secondo la loro teoria tutte le cose sono formate da parti indivisibili e piccolissime denominati atomi.


Nel 1800 Dalton riprende gli atomi con la teoria atomica sostenendo che le particelle erano a forma sferica, indivisibili, piccolissime, gli atomi di un elemento sono tutti uguali.


Sempre nel 1800 Thomson fa l'esperimento con il tubo catodico (tubo all'interno vuoto, alle due estremità due elettroni). Così Thomson trova la massa dell'elettrone, eccertandone l'esistenza.



Nel 1900 Rutherford fa l'esperimento con la lamina d'oro. Rutherford spara addosso a questa lamina d'oro delle particelle α (nuclei di elio). Pensava che tra le particelle α e la lamina non ci fosse nessuna interazione, mentre le particelle passavano attraverso senza opporre resistenza, e una su tante veniva respinta indietro perché trovavano il nucleo. In conclusione tutta la materia è racchiusa nel nucleo.

Bohr nel 1900 ipotizza che gli elettroni percorre intorno al nucleo alcune orbite circolari senza perdere energia e l'energia assorbita da un elettrone ne consente la transizione dall'orbita in cui si trova normalmente a una delle orbite di energia quantizzata superiore.

De Broglie ipotizza il movimento corpuscolare e ondulatorio delle particelle di una materia.

Circa nel 1920 Heisenberg afferma che non si può ottenere velocità (quantità di moto) e posizione nella stesso tempo di un elettrone.


Il principio di Pauli afferma che due elettroni non possono occupare lo stesso stato quantico, ma devono avere spin antiparallelo.

ORBITALI

GLI ORBITALI

-->  L'orbitale è la regione dello spazio intorno al nucleo in cui è massima la densità do probabilità (=la probabilità per unità di volume infinitesimo) di presenza dell'elettrone, in base all'energia che esso possiede. Schrödinger formulò un'equazione matematica che descrive il comportamento ondulatorio dell'elettrone. 

--> Secondo Pauli in un atomo non possono coesistere due elettroni con i quattro numeri quantici uguali (n,l,m,m_s).

I numeri quantici

Ci sono quattro numeri quantici: 

~ numero quantico principale n, che corrisponde al livello energetico dell'elettrone. Può assumere tutti i valori positivi compresi tra 1 e 7;

~ numero quantico secondario l, indica la forma dell'orbitale.  Può assumere tutti i valori positivi tra 0 e (n-1);

~ numero quantico magnetico m, indica il numero di orientamenti di un orbitale nello spazio. M dipende da l e può assumere tutti i valori interi da -l a +l (0 compreso);

~numero quantico di spin m_s, indica il verso del moto dell'elettrone intorno al proprio asse. Può assumere i valori +1/2 o -1/2, che si indicano con due freccette aventi verso opposto.

_{I vari tipi di orbitali}

Esistono quattro tipi di orbitali s, p, d, f: 

~orbitale s ha una forma sferica. Per ogni valore di n vi è un orbitale che ha l=0 e quindi m=0 

~ orbitale p,  per ogni valore di n vi sono 3 orbitali p, che hanno l=1, mentre m assume tre valori diversi (-1,0,+1).  Il sottolivello p è saturo a 6 elettroni.

Ogni orbitali p ha l'aspetto di due gocce tangenti e simmetriche rispetto al nucleo. 

~orbitale d, per ogni valore n>2 vi sono 5 orbitali d, che hanno l=2, i quali hanno cinque orientamenti diversi nello spazio poiché l=2, m=-2, -1, 0, 1, 1, 2. Il sottolivello d è saturo a 10 elettroni.

~ orbitale f, con n=4 e l=3, m=-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3. Si hanno 7 orbitali f con 7 orientamenti diversi nello spazio. Il sottolivello f è saturo a 14 elettroni. 

--> Due orbitali con  uguale contenuto di energia si dicono isoenergetici.