Le formule di
struttura di Lewis
- Elementari
Sostanze
- Composte
Nei composti gli atomi
si organizzano in gruppi
Discreti chiamati “MOLECOLE”
FORMULE DI
STRUTTURA
O DI LEWIS
FORMULE MINIME
- FORMULE MINIME: H2O, H2O2, NH3
- FORMULE DI STRUTTURA
O DI LEWIS
O
O
H
H
H
O
H
H
N
H
H
I tre modelli del legame chimico
Energia di ionizzazione di un
atomo (o potenziale di
ionizzazione):
A(g) A+(g) + e-(g)
Affinità elettronica di un atomo:
A-(g) A(g) + e-(g)
Elettronegatività:
tendenza di un atomo ad attrarre
su di se gli elettroni di un legame.
Energia di
Affinità
Elettronegatività
+
ionizzazione elettronica
Linus Pauling
VALENZA
La valenza di un elemento in un composto
rappresenta il numero di legami che tale
elemento instaura con atomi di altri elementi,
o anche il numero di elettroni ceduti,
acquistati o messi in compartecipazione
dall’elemento del composto considerato
Elementi: zerovalenti
La valenza coincide
H, Cl, Br…: monovalenti
con il numero di
Ca in CaCl2, Mg in MgF2: bivalenti atomi di idrogeno, o
di altri atomi
N in NH3, P in PH3: trivalenti
equivalenti che un
elemento può legare
C in CH4: tetravalenti
o sostituire
Gli elettroni di valenza
Gli elettroni più esterni di un atomo sono chiamati di “Valenza”, mentre quelli più
interni sono chiamati elettroni del “Nocciolo”
Elemento
Elettroni
Elettroni di
del nocciolo valenza
Gruppo nel
sistema
periodico
Na
1s22s22p6
3s1
1A, 1
Si
1s22s22p6
3s23p2
4A, 14
Ti
1s22s22p6
3s23p6
4s23d2
4B, 4
As
1s22s22p6
3s23p63d10
4s24p3
5A, 15
Gli elettroni di valenza si possono rappresentare
con il simbolo di Lewis nel quale gli elettroni
vengono rappresentati con puntini
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Tutti gli elementi tendono a raggiungere la
configurazione elettronica del gas nobile più vicino
(s2p6 o s2 per quelli vicino all’elio).
Gli elementi tendono a raggiungere la configurazione
elettronica ad ottetto s2p6, condividendo, strappando o
cedendo elettroni
AB(g) A(g) + B(g)
I legami chimici sono sempre
il frutto di interazioni
elettrostatiche.
“nube” elettronica con carica negativa
intorno al nucleo
nucleo con carica positiva
centrale
Le cariche negative degli
elettroni si trovano a contatto
Se non avviene niente tra gli
Oppure, si possono verificare due
elettroni, i due atomi si respingono
casi limite:
e non si ha nessun legame.
Uno dei due atomi è più
elettronegativo dell’altro:
uno o più elettroni
passano all’atomo più
elettronegativo
si forma uno ione positivo
ed uno negativo che si
attraggono
+
-
LEGAME IONICO
Formazione di un legame ionico: KF
prima si ha il salto dell’elettrone dall’atomo K
all’atomo F
K(g) + F(g) K+(g) + F-(g)
poi si ha l’attrazione tra i due ioni di segno
opposto che si avvicineranno fino alla distanza
di legame (2,17×10-10 m)
K+(g) + F-(g) KF (g)
Legame Ionico
Nella formazione di NaCl dal punto
di vista della configurazione
elettronica si ha:
Na([Ne]3s1) + Cl2([Ne]3s22p5)
Na+ ([Ne]) + Cl-([Ne]3s22p6)
Cl- ([Ar])
Energia del legame ionico
La formazione di un legame ionico fra due
atomi può essere scomposta in due stadi
successivi:
(1) Il trasferimento di un elettrone fra i
due atomi
(2) L'attrazione fra i due ioni
Il Legame Chimico
Dal legame ionico al legame
covalente
I due atomi hanno
elettronegatività paragonabile:
si verifica l’altro caso limite
I due atomi hanno
elettronegatività paragonabile:
se si verificano le condizioni
adatte, gli elettroni possano
localizzarsi in mezzo ai due atomi
LEGAME COVALENTE
I due atomi hanno
elettronegatività diversa, ma
non troppo:
I due atomi hanno
elettronegatività diversa, ma
non troppo:
gli elettroni si localizzano tra i due
atomi, ma un po’ spostati verso
quello più elettronegativo
LEGAME COVALENTE-POLARE
Distribuzione della carica degli elettroni:
H
Cl
Essendo il cloro più elettronegativo, la carica
degli elettroni tende ad addensarsi
maggiormente dalla parte del cloro.
LEGAME COVALENTE: TEORIE-ASPETTO
ELETTRONICO
Teoria di LEWIS:
Fornisce una interpretazione elettronica del
legame covalente
Si basa sulla regola dell’ottetto:
(attenzione:ottetto incompleto espansione
dell’ottetto)
Usa le strutture di Lewis come
rappresentazione
Legami singoli-doppi-tripli esempi
LEGAME COVALENTE: TEORIE-ASPETTO
ENERGETICO
le proprietà degli atomi influenzano la natura del legame
.
Elettronegatività
Legame
covalente puro
Legame covalente polare
La differenza di elettronegatività è utile perché permette
di stimare il grado di polarità del legame. Il concetto di
elettronegatività mette in evidenza che non esiste una
netta separazione fra legami ionici e covalenti
H
C
N
O
F
Legami covalenti sono formati da 2 elettroni condivisi
da due atomi
H
H
H
H
F
F
F
F
Simboli di Lewis per gli elementi
nei Periodi 2 e 3
Scriviamo la formula di HNO2
N: 1s2 2s2 2p3
2s2
2p3
2s2
2p4
O: 1s2 2s2 2p4
O
N
O
H
Le formule di Lewis
1 Determinare gli elettroni necessari per raggiungere la
determinare gli elettroni di valenza degli atomi
stabilità e
2. Determinare il numero di elettroni condivisi sottraendo
al numero di elettroni, necessari a ciascun atomo, che
forma la molecola, per raggiungere la configurazione del
gas nobile, gli elettroni di valenza
3. Determinare il numero di legami
4. Determinare l’atomo centrale e disporre i legami semplici
e successivamente gli altri legami
5. Posizionare le coppie di elettroni non condivise in modo
da soddisfare la regola dell’ottetto
Determinare gli elettroni necessari per
raggiungere la stabilità e determinare gli
elettroni di valenza degli atomi
Si determinano gli elettroni per la stabilità (sono sempre 8 (o 2 per H)
Si determinano gli elettroni totali di valenza.
Formula
HNO2
H
N
O
Ottetto eOe
Tot Val eTve
1x2=2
1x1=1
1x8=8
1x5=5
2 x 8 =16
2 x 6 = 12
26
18
Calcolo del numero di legami e
degli elettroni rimanenti
Calcolo
del numero di legami nelle specie
chimiche e il numero di rimanenti.
HNO2
Oe
26
# di legami
e- Rimanenti
Tve
-
18
# e- cond.
=
8
8/2 = 4
Tve(18) - elettroni di legame (8) = 10
Scriviamo la formula
1. Formula Chimica : HNO2
N O
2. Sequenza Atomica :
O
3. Numero di legami= 4
H
4. Elettroni Rimanenti = 10
5. Struttura di Lewis con 4 legami
6. Si completa la struttura di Lewis con 10
elettroni non condivisi
O
N
O
N
O
O
H
H
Determinare gli elettroni necessari per
raggiungere la stabilità e determinare
gli elettroni di valenza degli atomi
•
•
B) Oe: Si determinano gli elettroni per la stabilità (sono sempre
8 (o 2 per H)
C) Tve: Si determinano gli elettroni totali di valenza.
Formula
NO3-
N
O
Ottetto eOe
Tot Val eTve
1x8=8
1x5=5
3 x 8 = 24
3 x 6 = 18
34
24
Calcolo del numero di legami e degli
elettroni rimanenti
•Calcolo del numero di legami nelle specie
chimiche e il numero di rimanenti.
NO3-
Oe
32
# di legami
e- Rimanenti
Tve
-
24
# e- cond.
=
8
8/2 = 4
Tve(24) - elettroni di legame (8) = 16
Scriviamo la formula
1. Formula Chimica : NO3- O N O
O
2. Sequenza Atomica :
3. Numero di legami= 4
4. Elettroni Rimanenti = 18
5. Struttura di Lewis con 4 legami
6. Si completa la struttura di Lewis con 16
elettroni non condivisi
O
N
O
O
O
N
O
O
Formule di risonanza
-
O
N
O
O
Quale è quella vera?
Tutte sono vere!!!
O
N
O
O
-
-
O
N
O
O
Conseguenze….
Poter scrivere molte forme di risonanza per una molecola
permette di essere stabilizzata dalla risonanza.
Le formule di risonanza rappresentano le formule limite con cui
si può scrivere la molecola.
Non è un equilibrio né la molecola risuona tra queste due forme.
Per scrivere correttamente le formule di risonanza…
Scrivere solo strutture di Lewis valide
Muovere solo gli elettroni
Il numero di doppietti non condivisi deve essere lo stesso nelle
due strutture
Per ogni spostamento viene considerata una coppia di elettroni
Cariche formali
La carica formale su ciascun atomo si
calcola sottraendo agli elettroni
posseduti dall’atomo (Ve) gli elettroni
non condivisi (NBe) e la metà degli
elettroni condivisi (Be)
Cariche formali= Ve – NBe – 1/2 Be
Formule di risonanza
N = 5 – ½ (4) = + 1
O = 6 – ½ (2) + 6 = - 1
O = 6 – ½ (4) + 4 = 0
O
+
N
O
O
-
-
-
O
+
N
O
O
-
-
O
+
N
O
O
-
Quale è la carica?
La carica su ciascun atomo di O è - 2/3!!!
