Presentazione di PowerPoint

La struttura elettronica esterna del carbonio è s2p2
2s
2p
Ma questa struttura non spiega la struttura dei composti del carbonio
Nel metano il carbonio forma quattro legami C-H identici
Come è possibile dato che orbitali del carbonio s e p hanno energie
diverse ?
La soluzione sta nella
IBRIDAZIONE DEGLI ORBITALI
cioè
Si prendono degli orbitali
con differente energia
2s
2p
Si trasformano in un ugual
numero di orbitali isoenergetici
sp3
Gli elettroni si distribuiscono uniformemente negli orbitali dato che sono
isoenergetici
Il totale dell’energia degli orbitali ibridi
è uguale
al totale dell’energia degli orbitali non ibridi
L’ibridazione di orbitali atomici è un processo che richiede
energia, ma aumentando il numero di elettroni “spaiati” su
altrettanti orbitali ibridi, aumenta il numero dei legami covalenti
che quell’atomo può formare. Quindi l’energia spesa inizialmente
viene recuperata con gli interessi.
Esempio
2p2
E
sp3
2s2
1s2
Il carbonio ha tre tipi di ibridazione:
sp3, quattro orbitali ibridi
sp3
Sp2, tre orbitali ibridi ed
un orbitale p non ibrido
sp, due orbitali ibridi e
due orbitali p non ibridi
sp2
sp
p
p
Perché abbiamo l’ibridazione sp2 e sp, lasciando orbitali p non ibridati ?
Perché gli orbitali p servono per formare i legami p
quindi
ogni volta che abbiamo doppi legami
sappiamo che un legame è s ed uno è p
l’ibridazione del carbonio sarà
sp2 , se vi è un solo doppio legame
sp se vi sono due doppi legami
Il carbonio forma sempre quattro legami covalenti:
quattro legami s con ibridazione sp3
tre legami s ed uno p con ibridazione sp2
due legami s e due p con ibridazione sp
Gli orbitali sp3
Gli orbitali sp3 sono disposti a 109° uno dall’altro, verso i
vertici di un tetraedro al cui centro sta l’atomo di carbonio
Abbiamo quattro legami s
Gli orbitali sp2
Gli orbitali sp2 sono disposti a 120° uno dall’altro, sullo
stesso piano su cui giace l’atomo di carbonio
H
H
C
H
C
H
Abbiamo un doppio legame C-C,
quindi un legame p
Gli orbitali sp
Gli orbitali sp sono disposti a 180° uno dall’altro, su di una retta
H
C
C
Abbiamo un triplo legame C-C, quindi due
legami p
H
Il legame chimico provoca
l’ibridazione degli orbitali s e p
Ibridazione
dell’orbitale s con
gli orbitali ibridi
gli orbitali p liberi.
diversa orientazione
3 orbitali p
ibridazione sp3
2 orbitali p
ibridazione sp2
1 orbitale p
ibridazione sp
formano solo
formano
nuova forma
legami s
legami p
perpendicolari al piano dei legami s
.- 4 orbitali sp3
4 legami s a 109°
tetraedro
- 3 orbitali sp2
1 orbitale p
3 legami s a 120°
complanari
1 legame p
- 2 orbitali sp
2 orbitali p
2 legami s a 180°
complanari
2 legami p