Bilancia di Gouy:Serve ad identificare il comportamento paramagnetico delle molecole

La molecola dell’ossigeno viene attratta da un campo magnetico: quindi è paramagnetica (ha uno o più elettroni spaiati)

O = O

Perché la molecola di ossigeno è paramagnetica ? Dove sono gli elettroni spaiati ?

2s

2p

Config. Elettr.: 1s2, 2s2, 2p4

Modello secondola teoria del VB

Modello secondola teoria dell’ibridazione (sp2)

TEORIA DEGLI ORBITALI

MOLECOLARI

TEORIA DEGLI ORBITALI

MOLECOLARI

LCAOLCAO 

Il metodo degli OM è in effetti più adeguato al reale.Anche per gli OM si definiscono delle funzioni d'onda che descrivono gli elettroni nella molecola. è detto orbitale molecolare (ricordiamo che , minuscolo, rappresenta l'orbitale atomico).Ogni avrà, come , dei numeri quantici, legati alla forma e all'energia E dell'orbitale; potremo così individuare orbitali molecolari , , ... (in analogia con i nomi degli OA, che avevamo chiamato s, p, d, f...). Il metodo di assegnazione degli elettroni è analogo a quello dell'aufbau usato per gli OA.La funzione 2dt misura la probabilità di trovare l'elettrone nell'elemento di volume dt (2dt la misura nel caso degli OA). Anche come , è ottenibile per risoluzione dell'equazione d'onda di Schrödinger, in modo più o meno approssimato, date le difficoltà di risoluzione rigorosa.Una prima approssimazione di calcolo è quella che si chiama L.C.A.O. (Linear Combination of Atomic Orbitals): le varie sono perciò considerate come combinazioni lineari delle degli OA.  Se abbiamo due funzioni d'onda A e B per i due atomi A e B, potremo allora

avere:OM leganti (bonding) b=A+B

OM antileganti (antibonding) a=A-B

Il numero di OM è eguale al numero complessivo di OA di valenza.

 1.  Si possono combinare solo orbitali che possiedono energie non troppo diverse tra loro.2.  Le superfici di inviluppo devono sovrapporsi il più possibile (criterio della massima sovrapposizione). Solo gli orbitali atomici più esterni possono combinarsi.3.  Si possono combinare solo gli orbitali che presentano la stessa simmetria rispetto all’asse di legame. Es.: (s)A (s)B ; (s)A (px)B ; (px)A (px)B ; (py)A (py)B Ma non (px)A

(pz)B

Se la combinazione tra gli OA coinvolge quelli con simmetria cilindrica rispetto all’asse di legame si ottengono orbitali molecolari di tipo (e *); se gli OA non hanno simmetria cilindrica si ottengono OM di tipo (e *).

Regole di combinazione degli orbitali atomici, legami e secondo la teoria L.C.A.O.

OM con elettroni spaiati che conferiscono proprietà paramagnetiche alla molecola

Ordine di legame (n° dei normali legami covalenti):

[n° di e- in OM di legame ( e)] - [n° di e- in OM di antilegame (* + *)]

2

n =(8-4)/2= 2

O2 O2- O2

2-+ e- + e-

(8-5)/2= 1.5 (8-6)/2= 1 (8-7)/2= 0.5

Ossigeno molecolare

Ione superossido

Ione perossido

+ e- OH-

OH•

Ione ossidrile

Radicale ossidrile

FORMAZIONE DEI RADICALI LIBERI DELL’O2 (ROS)

O2

O2-

O22-

Ossigeno molecolare

Ione superossido

Ione perossido

Ione ossidrile

Radicale ossidrile

O = O

O O•

O O•

O O••

•

O O

O H

H O

O O•

•

C CO