Post on 29-Nov-2021
La forma delle molecole
Lezioni d'Autore
VIDEO
VSEPR Theory
● La probabilità che l’interazione tra due molecole dia luogo ad una reazione chimica, può dipendere fortemente dalla forma tridimensionale e dalle orientazioni relative delle molecole.
● La struttura di una molecola è definita dall’arrangiamento tridimensionale dei suoi atomi costituenti.
Introduzione
La teoria di Lewis è un semplice modello che permette di spiegare e predire le combinazioni di atomi che formano molecole stabili.
Come descritto nella teoria di Lewis ogni atomo, in base al numero di elettroni esterni di valenza, tende a cedere, acquistare o mettere in comune gli elettroni necessari al completamento del guscio elettronico esterno, per raggiungere in questo modo la configurazione elettronica del gas nobile più vicino (regola dell’ottetto).
La teoria di Lewis
Nel 1957 i chimici Ronald J. Gillespie and Ronald Nyholm svilupparono un modello in grado di prevedere la geometria tridimensionale delle molecole a partire dalla loro struttura di Lewis.
Tale modello fa riferimento alle repulsioni delle coppie di elettroni del guscio di valenza ed è indicato con l’acronimo VSEPR (Valence Shell Electron-Pair Repulsion Theory).
La teoria VSEPR (I)
La teoria VSEPR fornisce una procedura per predire la geometria molecolare mediante la minimizzazione dell’energia potenziale dovuta alla repulsione tra coppie di elettroni.
La principale assunzione del modello è che le coppie di elettroni di valenza nelle molecole occupano certe regioni di spazio dette domini e che questi domini tenderanno a respingersi l’un l’altro elettrostaticamente.
La teoria VSEPR (II)
Questi domini includono sia coppie leganti, che sono covalentemente condivise con altri atomi, che coppie non leganti (lone pairs), che sono localizzate sul atomo e non sono coinvolte in legami atomici.
La geometria molecolare, definita dalle posizioni dei nuclei, e successivamente tracciata a partire dalla localizzazione relativa delle coppie di elettroni.
La teoria VSEPR (III)
La teoria prevede che i doppietti solitari tendano ad occupare un volume maggiore rispetto ai doppietti elettronici condivisi ed esercitino pertanto una forza repulsiva più intensa. Inoltre nella teoria VSEPR i legami doppi e tripli vengono considerati alla stregua di legami semplici e la geometria di una molecola dipende unicamente dal numero di legami (indifferentemente semplici, doppi o tripli) e di coppie solitarie che presenta l’atomo centrale.
La teoria VSEPR (IV)
L’atomo di zolfo nel cloruro di tionile (SOCl2), per esempio, ha quattro domini intorno ad esso: due domini di singolo legame S-Cl, un dominio con una coppia solitaria localizzata sull’atomo di zolfo ed uno di doppio legame S=O.
La teoria VSEPR (V)
Il doppio legame S=O è contato come un singolo legame perché ognuno dei quattro elettroni nel doppio legame è forzato ad essere localizzato nella regione di spazio tra i nuclei di O e S.
In generale, domini di legami multipli prenderanno più spazio intorno all’atomo centrale rispetto a quelli di un legame singolo perché più elettroni sono forzati nella regione di spazio tra i due atomi in tali domini.
La teoria VSEPR (VI)
Analogamente, un dominio di una coppia solitaria, che è localizzato su un particolare atomo, occuperà più spazio intorno all’atomo di quello di un dominio di singolo legame, in cui gli elettroni devono essere condivisi con un secondo atomo.
La teoria VSEPR (VII)
Per legami tra atomi di differente elettronegatività, gli elettroni in questi domini saranno localizzati più vicini all’atomo più elettronegativo.
Quindi, differenti tipi di domini di coppie di elettroni competeranno in maniera diversa per lo spazio intorno all’atomo centrale nella molecola.
La teoria VSEPR (VIII)
L’arrangiamento che minimizza la repulsione dipende dal numero di coppie elettroniche.La figura accanto mostra la configurazione di minima energia per molecole con coppie di elettroni da 2 a 6 sull’atomo centrale.
La teoria VSEPR (IX)
FINE
La forma delle molecole
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VSEPR Theory
● La probabilità che l’interazione tra due molecole dia luogo ad una reazione chimica, può dipendere fortemente dalla forma tridimensionale e dalle orientazioni relative delle molecole.
● La struttura di una molecola è definita dall’arrangiamento tridimensionale dei suoi atomi costituenti.
Introduzione
La teoria di Lewis è un semplice modello che permette di spiegare e predire le combinazioni di atomi che formano molecole stabili.
Come descritto nella teoria di Lewis ogni atomo, in base al numero di elettroni esterni di valenza, tende a cedere, acquistare o mettere in comune gli elettroni necessari al completamento del guscio elettronico esterno, per raggiungere in questo modo la configurazione elettronica del gas nobile più vicino (regola dell’ottetto).
La teoria di Lewis
Nel 1957 i chimici Ronald J. Gillespie and Ronald Nyholm svilupparono un modello in grado di prevedere la geometria tridimensionale delle molecole a partire dalla loro struttura di Lewis.
Tale modello fa riferimento alle repulsioni delle coppie di elettroni del guscio di valenza ed è indicato con l’acronimo VSEPR (Valence Shell Electron-Pair Repulsion Theory).
La teoria VSEPR (I)
La teoria VSEPR fornisce una procedura per predire la geometria molecolare mediante la minimizzazione dell’energia potenziale dovuta alla repulsione tra coppie di elettroni.
La principale assunzione del modello è che le coppie di elettroni di valenza nelle molecole occupano certe regioni di spazio dette domini e che questi domini tenderanno a respingersi l’un l’altro elettrostaticamente.
La teoria VSEPR (II)
Questi domini includono sia coppie leganti, che sono covalentemente condivise con altri atomi, che coppie non leganti (lone pairs), che sono localizzate sul atomo e non sono coinvolte in legami atomici.
La geometria molecolare, definita dalle posizioni dei nuclei, e successivamente tracciata a partire dalla localizzazione relativa delle coppie di elettroni.
La teoria VSEPR (III)
La teoria prevede che i doppietti solitari tendano ad occupare un volume maggiore rispetto ai doppietti elettronici condivisi ed esercitino pertanto una forza repulsiva più intensa. Inoltre nella teoria VSEPR i legami doppi e tripli vengono considerati alla stregua di legami semplici e la geometria di una molecola dipende unicamente dal numero di legami (indifferentemente semplici, doppi o tripli) e di coppie solitarie che presenta l’atomo centrale.
La teoria VSEPR (IV)
L’atomo di zolfo nel cloruro di tionile (SOCl2), per esempio, ha quattro domini intorno ad esso: due domini di singolo legame S-Cl, un dominio con una coppia solitaria localizzata sull’atomo di zolfo ed uno di doppio legame S=O.
La teoria VSEPR (V)
Il doppio legame S=O è contato come un singolo legame perché ognuno dei quattro elettroni nel doppio legame è forzato ad essere localizzato nella regione di spazio tra i nuclei di O e S.
In generale, domini di legami multipli prenderanno più spazio intorno all’atomo centrale rispetto a quelli di un legame singolo perché più elettroni sono forzati nella regione di spazio tra i due atomi in tali domini.
La teoria VSEPR (VI)
Analogamente, un dominio di una coppia solitaria, che è localizzato su un particolare atomo, occuperà più spazio intorno all’atomo di quello di un dominio di singolo legame, in cui gli elettroni devono essere condivisi con un secondo atomo.
La teoria VSEPR (VII)
Per legami tra atomi di differente elettronegatività, gli elettroni in questi domini saranno localizzati più vicini all’atomo più elettronegativo.
Quindi, differenti tipi di domini di coppie di elettroni competeranno in maniera diversa per lo spazio intorno all’atomo centrale nella molecola.
La teoria VSEPR (VIII)
L’arrangiamento che minimizza la repulsione dipende dal numero di coppie elettroniche.La figura accanto mostra la configurazione di minima energia per molecole con coppie di elettroni da 2 a 6 sull’atomo centrale.
La teoria VSEPR (IX)
FINE