IL LEGAME COVALENTE

IL LEGAME
COVALENTE
1
Il legame covalente
H2
Cl2
O2
N2
A-A
A+ A-
H2O CO2 NH3 CH4
Legame covalente (condivisione di elettroni di valenza)
Teoria di Lewis
Teoria del Legame di Valenza
Teoria degli Orbitali Molecolari
Teoria delle
coppie di
elettroni
2
La teoria di Lewis
Il legame covalente si forma per condivisione tra due atomi
di una o più coppie di elettroni, fino a raggiungere la
configurazione elettronica di un gas nobile.
I simboli di Lewis mettono in evidenza la struttura
elettronica esterna degli atomi, cioè permettono di
rappresentare gli elettroni di valenza. Sono espressi dal
simbolo dell’elemento considerato, con intorno tanti puntini
quanti sono gli elettroni di valenza dell’atomo e
l’indicazione della carica ionica, se diversa da zero.
3
Elemento
Gruppo
Config. elettr.
Elettroni di valenza
Li·
I
2s1
1
·Be·
·
·B·
·
·C·
·
·
·N:
·
·
·O:
··
·
:F:
··
··
:Ne:
··
II
2s2
2
III
2s22p1
3
IV
2s22p2
4
V
2s22p3
5
VI
2s22p4
6
VII
2s22p5
7
VIII
2s22p6
8 (0)
4
La teoria di Lewis
LEGAMI SINGOLI o SEMPLICI
(condivisione di una sola coppia di elettroni)
H· + ·H → H:H
Coppie solitarie (non condivise)
H
Isoelettronica
con He
F
EH-H = 436 kJ/mol
: :
: :
: :
: :
: :
: :
:F· + ·F: → :F:F:
H-H
Isoelettronico con He
:F-F:
Isoelettronico
con Ne
“ottetto completo”
Coppia di legame
Isoelettronica
con Ne
NECESSITA’ ELETTRONE SPAIATO
5
La teoria di Lewis (rappresentazione di Lewis degli elementi)
e regola dell’ottetto.
·
·C·
·
Valenza
H
··
H:C:
H
··
H
H
H CH
H
4
··
·N·
·
··
·O·
··
3
2
··
H:N:
H
··
H
··
H NH
H
··
:Ne:
··
··
H
:O:
··
H
··
:O H
H
6
La teoria di Lewis
Valenza
·
·Si·
·
··
·P·
·
··
·S·
··
4
3
2
H
H Si H
H
··
HPH
H
··
:Ar:
··
··
:S H
H
Nessuna informazione sulla geometria molecolare!
H N H
Coppia non condivisa
(di non legame o solitaria)
H
Coppia di legame (condivisa)
7
La teoria di Lewis
LEGAMI MULTIPLI: Condivisione di più coppie di elettroni
due coppie di elettroni = Doppio legame
tre coppie di elettroni = Triplo legame
·· · ··
··
··
·O·
·O·
·C·
O::C::O
→
·· · ··
··
··
H
H:
·
:
C::C
4 H· + 2 ·C·
→
:
:
·
H
H
·
·
:N·
+
·N:
··
·
· → :N::N:
Doppio legame
O CO
Doppio legame
H
H
C C
H
H
Triplo legame
N N
8
La teoria di Lewis
Molecola ED (kJ/mol)
F2
157
497
O2
N2
949
All’aumentare del numero di
legami tra 2 atomi aumenta
l’energia di legame e
diminuisce la distanza di
legame.
F F
Legame singolo
O O
Legame doppio
N N
Legame triplo
9
Legame
Tipo di
legame
Lunghezza di
legame a)
Energia di
legame b)
C-C
singolo
154
347
C=C
doppio
134
614
C≡
≡C
triplo
120
839
C-O
singolo
143
358
C=O
doppio
123
799
C-N
singolo
143
305
C=N
doppio
138
615
C≡
≡N
triplo
116
891
a) in pm ; b) kJ mol-1
10
La teoria di Lewis- Eccezioni alla REGOLA dell’OTTETTO
1) Molecole con atomo centrale con meno di 8 elettroni
Be (II Gruppo)
B, Al, … (III Gruppo)
··
··
··
·Be· 2 ·Cl:
:Cl:Be:Cl:
→
··
··
··
·· 4e
:F:
·
··
·· ·· ··
·B· 3·F··: → :F:B:F:
·· ··
-
6e-
2) Presenza di elettroni spaiati
Radicali liberi
N, O
·· ··
·N O
··
7e
-
·· ··
O
O
·· ··
·· ··
·O
O·
·· ··
11
La teoria di Lewis- Eccezioni alla REGOLA dell’OTTETTO
3) Molecole con atomo centrale con più di 8 elettroni
Elementi con orbitali d o f
accessibili energeticamente
··
:F
··
··
:F
··
··
:F:
··
P F:
··
10e
:F:
··
-
··
:F
··
··
:F
··
··
:F: ··
F:
··
12e
S ··
F:
··
:F:
··
-
··
:F
··
··
:F
··
··
2:F: ··
F:
··
12e
Si ··
F:
··
:F:
··
-
12
La teoria di Lewis - Legame covalente dativo
Lo stesso atomo fornisce la coppia di elettroni di legame a un
atomo che ha una lacuna di elettroni (orbitale vuoto).
H +
··
+ H NH
H N H+ H→
H
H
+
H
··
:O H+ H+→ :O H
H
H
HF
··
H N H + F B F→ H N B F
HF
H
F
13