Fra due atomi di idrogeno agiscono forze repulsive ed attrative.

e-

++

e-

++

c) attrazione fra protone ed elettrone di atomi diversi

c

b

b) repulsione fra nuclei

a

a) repulsione fra elettroni

0

energia del legame H-H

(458.1 kJ.mole-1)

-458,1

En

ergi

a (k

J. mol

e-1)

distanza fra i nuclei74 pm

I due atomi di idrogeno si pongono alla distanza per cui è minimo il valore di energia potenziale del sistema : 74 pm

74 pm

53 pm 53 pm

Nella molecola di idrogeno la distanza fra i due nuclei è minore della somma dei due raggi atomici

orbitale orbitali 1s

H H

1H1s

1H1s

3Li2s

3Li2s

11Na3s

11Na3s

19K4s

19K4s

37Rb5s

37Rb5s

4Be2s2

4Be2s2

12Mg3s2

12Mg3s2

20Ca4s2

20Ca4s2

38Sr5s2

38Sr5s2

5B

2s2p

5B

2s2p

13Al3s2p

13Al3s2p

21Sc

3d,4s2

21Sc

3d,4s2

22Ti

3d2,4s2

22Ti

3d2,4s2

23V

3d3,4s2

23V

3d3,4s2

24Cr

3d5,4s

24Cr

3d5,4s

25Mn

3d5,4s2

25Mn

3d5,4s2

26Fe

3d6,4s2

26Fe

3d6,4s2

27Co

3d7,4s2

27Co

3d7,4s2

28Ni

3d8,4s2

28Ni

3d8,4s2

29Cu

3d10,4s

29Cu

3d10,4s

30Zn

3d10,4s2

30Zn

3d10,4s2

31Ga4s2p

31Ga4s2p

49In

5s2p

49In

5s2p

6C

2s2p2

6C

2s2p2

14Si

3s2p2

14Si

3s2p2

32Ge4s2p2

32Ge4s2p2

50Sn

5s2p2

50Sn

5s2p2

7N

2s2p3

7N

2s2p3

15P

3s2p3

15P

3s2p3

33As

4s2p3

33As

4s2p3

51Sb

5s2p3

51Sb

5s2p3

8O

2s2p4

8O

2s2p4

16S

3s2p4

16S

3s2p4

34Se

4s2p4

34Se

4s2p4

52Te

5s2p4

52Te

5s2p4

9F

2s2p5

9F

2s2p5

17Cl

3s2p5

17Cl

3s2p5

35Br

4s2p5

35Br

4s2p5

53I

5s2p5

53I

5s2p5

39Y

4d,5s2

39Y

4d,5s2

40Zr

4d2,5s2

40Zr

4d2,5s2

41Nb

4d3,5s2

41Nb

4d3,5s2

42Mo4d5,5s

42Mo4d5,5s

43Tc

4d5,5s2

43Tc

4d5,5s2

44Ru

4d6,5s2

44Ru

4d6,5s2

45Rh

4d7,5s2

45Rh

4d7,5s2

46Pd

4d8,5s2

46Pd

4d8,5s2

47Ag

4d10,5s

47Ag

4d10,5s

48Cd

4d10,5s2

48Cd

4d10,5s2

10Ne

2s2p6

18Ar

3s2p6

18Ar

3s2p6

36Kr4s2p6

36Kr4s2p6

54Xe

5s2p6

54Xe

5s2p6

2He1s2

2He1s2

1°1° 2°2° 3° 4° 5° 6°6° 7°7° 8°

y

z

y

x

y

z

x

y

z

y

z

Orbitale Orbitale

Cl + Cl ClCl + Cl Cl22

200 pm200 pm243 kJ/mole243 kJ/mole

1H1s

1H1s

3Li2s

3Li2s

11Na3s

11Na3s

19K4s

19K4s

37Rb5s

37Rb5s

4Be2s2

4Be2s2

12Mg3s2

12Mg3s2

20Ca4s2

20Ca4s2

38Sr5s2

38Sr5s2

5B

2s2p

5B

2s2p

13Al3s2p

13Al3s2p

21Sc

3d,4s2

21Sc

3d,4s2

22Ti

3d2,4s2

22Ti

3d2,4s2

23V

3d3,4s2

23V

3d3,4s2

24Cr

3d5,4s

24Cr

3d5,4s

25Mn

3d5,4s2

25Mn

3d5,4s2

26Fe

3d6,4s2

26Fe

3d6,4s2

27Co

3d7,4s2

27Co

3d7,4s2

28Ni

3d8,4s2

28Ni

3d8,4s2

29Cu

3d10,4s

29Cu

3d10,4s

30Zn

3d10,4s2

30Zn

3d10,4s2

31Ga4s2p

31Ga4s2p

49In

5s2p

49In

5s2p

6C

2s2p2

6C

2s2p2

14Si

3s2p2

14Si

3s2p2

32Ge4s2p2

32Ge4s2p2

50Sn

5s2p2

50Sn

5s2p2

7N

2s2p3

7N

2s2p3

15P

3s2p3

15P

3s2p3

33As

4s2p3

33As

4s2p3

51Sb

5s2p3

51Sb

5s2p3

8O

2s2p4

8O

2s2p4

16S

3s2p4

16S

3s2p4

34Se

4s2p4

34Se

4s2p4

52Te

5s2p4

52Te

5s2p4

9F

2s2p5

9F

2s2p5

17Cl

3s2p5

17Cl

3s2p5

35Br

4s2p5

35Br

4s2p5

53I

5s2p5

53I

5s2p5

39Y

4d,5s2

39Y

4d,5s2

40Zr

4d2,5s2

40Zr

4d2,5s2

41Nb

4d3,5s2

41Nb

4d3,5s2

42Mo4d5,5s

42Mo4d5,5s

43Tc

4d5,5s2

43Tc

4d5,5s2

44Ru

4d6,5s2

44Ru

4d6,5s2

45Rh

4d7,5s2

45Rh

4d7,5s2

46Pd

4d8,5s2

46Pd

4d8,5s2

47Ag

4d10,5s

47Ag

4d10,5s

48Cd

4d10,5s2

48Cd

4d10,5s2

10Ne

2s2p6

18Ar

3s2p6

18Ar

3s2p6

36Kr4s2p6

36Kr4s2p6

54Xe

5s2p6

54Xe

5s2p6

2He1s2

2He1s2

1°1° 2°2° 3° 4° 5° 6°6° 7°7° 8°

y

x

y

zz

y

Per sovrapposizione dei tre orbitali p si formano tre Per sovrapposizione dei tre orbitali p si formano tre orbitali molecolari: un orbitale orbitali molecolari: un orbitale e due orbitali e due orbitali

N + N NN + N N22

x x orbitale

x

z z

xz

x

z z

orbitale

x x

y yyy

orbitale

N2N2

xy

1H1s

1H1s

3Li2s

3Li2s

11Na3s

11Na3s

19K4s

19K4s

37Rb5s

37Rb5s

4Be2s2

4Be2s2

12Mg3s2

12Mg3s2

20Ca4s2

20Ca4s2

38Sr5s2

38Sr5s2

5B

2s2p

5B

2s2p

13Al3s2p

13Al3s2p

21Sc

3d,4s2

21Sc

3d,4s2

22Ti

3d2,4s2

22Ti

3d2,4s2

23V

3d3,4s2

23V

3d3,4s2

24Cr

3d5,4s

24Cr

3d5,4s

25Mn

3d5,4s2

25Mn

3d5,4s2

26Fe

3d6,4s2

26Fe

3d6,4s2

27Co

3d7,4s2

27Co

3d7,4s2

28Ni

3d8,4s2

28Ni

3d8,4s2

29Cu

3d10,4s

29Cu

3d10,4s

30Zn

3d10,4s2

30Zn

3d10,4s2

31Ga4s2p

31Ga4s2p

49In

5s2p

49In

5s2p

6C

2s2p2

6C

2s2p2

14Si

3s2p2

14Si

3s2p2

32Ge4s2p2

32Ge4s2p2

50Sn

5s2p2

50Sn

5s2p2

7N

2s2p3

7N

2s2p3

15P

3s2p3

15P

3s2p3

33As

4s2p3

33As

4s2p3

51Sb

5s2p3

51Sb

5s2p3

8O

2s2p4

8O

2s2p4

16S

3s2p4

16S

3s2p4

34Se

4s2p4

34Se

4s2p4

52Te

5s2p4

52Te

5s2p4

9F

2s2p5

9F

2s2p5

17Cl

3s2p5

17Cl

3s2p5

35Br

4s2p5

35Br

4s2p5

53I

5s2p5

53I

5s2p5

39Y

4d,5s2

39Y

4d,5s2

40Zr

4d2,5s2

40Zr

4d2,5s2

41Nb

4d3,5s2

41Nb

4d3,5s2

42Mo4d5,5s

42Mo4d5,5s

43Tc

4d5,5s2

43Tc

4d5,5s2

44Ru

4d6,5s2

44Ru

4d6,5s2

45Rh

4d7,5s2

45Rh

4d7,5s2

46Pd

4d8,5s2

46Pd

4d8,5s2

47Ag

4d10,5s

47Ag

4d10,5s

48Cd

4d10,5s2

48Cd

4d10,5s2

10Ne

2s2p6

18Ar

3s2p6

18Ar

3s2p6

36Kr4s2p6

36Kr4s2p6

54Xe

5s2p6

54Xe

5s2p6

2He1s2

2He1s2

1°1° 2°2° 3° 4° 5° 6°6° 7°7° 8°

z

y

x

H + Cl HClH + Cl HCl

z

y

xHHClCl

127 pm127 pm420 kJ/mole420 kJ/mole

z

y

xHHClCl +-

Gli elettroni dell'orbitale dell'HCl sono più vicini al nucleo dell'atomo di cloro che a quello dell'atomo di idrogeno perché il cloro è più elettronegativo (En=3.0) dell'idrogeno (En=2.1)

Gli elettroni dell'orbitale dell'HCl sono più vicini al nucleo dell'atomo di cloro che a quello dell'atomo di idrogeno perché il cloro è più elettronegativo (En=3.0) dell'idrogeno (En=2.1)

H2,1H2,1

Li1,0Li1,0

Na1,0Na1,0

K0,9K0,9

Rb0,9Rb0,9

Cs0,8Cs0,8

Fr0,8Fr0,8

Be1,5Be1,5

Mg1,2Mg1,2

Ca1,0Ca1,0

Sr1,0Sr1,0

Ba1,0Ba1,0

Ra1,0Ra1,0

B2,0B

2,0

Al1,5Al1,5

Sc1,3Sc1,3

Ac1,1Ac1,1

Ti1,4Ti1,4

V1,5V

1,5Cr1,6Cr1,6

Mn1,6Mn1,6

Fe1,7Fe1,7

Co1,7Co1,7

Ni1,8Ni1,8

Cu1,8Cu1,8

Zn1,6Zn1,6

Ga1,7Ga1,7

In1,6In1,6

Tl1,6Tl1,6

C2,5C

2,5

Si1,8Si1,8

Ge1,9Ge1,9

Sn1,8Sn1,8

Pb1,7Pb1,7

N3,0N

3,0

P2,1P

2,1

As2,1As2,1

Sb1,9Sb1,9

Bi1,8Bi1,8

O3,5O3,5

S2,5S

2,5

Se2,4Se2,4

Te2,1Te2,1

Po1,9Po1,9

F4,0F

4,0

Cl3,0Cl3,0

Br2,8Br2,8

I2,5I

2,5

At2,1At2,1

Y1,2Y

1,2Zr1,3Zr1,3

Nb1,5Nb1,5

Mo1,6Mo1,6

Tc1,7Tc1,7

Ru1,8Ru1,8

Rh1,8Rh1,8

Pd1,8Pd1,8

Ag1,6Ag1,6

Cd1,6Cd1,6

La1,1La1,1

Hf1,3Hf1,3

Ta1,4Ta1,4

W1,5W1,5

Re1,7Re1,7

Os1,9Os1,9

Ir1,9Ir1,9

Pt1,8Pt1,8

Au1,9Au1,9

Hg1,7Hg1,7

H2O

z

y

x

O O Z=8Z=8

1s2, 2s2s22pp44

1

2

z

y

xHH

HH

OO

ibridazioneibridazione ibridazioneibridazione

z

y

xOO

HH

HH

HH

HH

OO

2H + O 2H + O H H22OO

Osimbolo:Z = 8

elemento: ossigeno

L'orbitale s ed i tre orbitali p si ibridizzano formando quattro orbitali sp3

n

1

2

3

4

5

0 1 2 3

l

Ibridazione sp3 degliorbitali dell'ossigeno

Ibridazione sp3 degliorbitali dell'ossigeno

HH

HH

OO

Nell’acqua si haNell’acqua si haibridazione spibridazione sp33 degli degliorbitali di valenzaorbitali di valenzadell’ossigenodell’ossigeno

OO

++++ HH HH

3 H + N 3 H + N NH NH33

z

y

xNN

HH

HH

HH

NHNH33repulsionerepulsione

1

2

N Z = 7Z = 7

z

y

xNN

HH

HH

HH

NHNH33

repulsionerepulsione

HHHH HH

N

ibridazione

Nsimbolo:Z = 7

elemento: azoto

Nell’ammoniaca, l'orbitale s ed i tre orbitali p dell’azotosi ibridizzano originando quattro orbitali sp3

n

1

2

3

4

5

0 1 2 3

l

HHHH HH

NNNN

HH HHHH

Nell’ammoniaca si ha ibridazione spNell’ammoniaca si ha ibridazione sp33

degli orbitali di valenza dell’azotodegli orbitali di valenza dell’azoto

promozione promozione ibridazione ibridazione

sp3s px py pz s px py pz

CC CC

HH HHHH

a

HH

C

H H

H

H

CH4 (metano)

spsp33

promozione promozione ibridazione ibridazione

sp2s px py pz s px py pz pz

xy xy

HH

HH HH

HH

C2H4 (etene)

spsp22

C CHH

HH

promozione promozione ibridazione ibridazione

sp2s px py pz s px py pz pz

ClCl

xy

BBBClBCl33

ClCl

ClCl

spsp22

promozione promozione ibridazione ibridazione

sps px py pz s px py pz pz

Ibridazione sp degli orbitali del CarbonioIbridazione sp degli orbitali del Carbonio

py

xz

xy

H-CC-H

CC CCHH HH

OO

OO

xz

xy

O=C=O

xz

xy

spspspsp

CC IbridazioneIbridazione sp sp

ClCl22OO

ClCl22OO33

ClCl22OO55

ClCl22OO77

Cl O Cl

ClClClCl

OO

ClClClCl

Ossido di dicloroOssido di dicloro

Cl O Cl OO

ClClClCl

OO

ClClClCl

OOOO

Triossido di dicloroTriossido di dicloro

::::

::

Assumendo questa configurazioneAssumendo questa configurazioneelettronica, l’ossigeno può ricevereelettronica, l’ossigeno può ricevereun un lone pairlone pair dal cloro dal cloro

Assumendo questa configurazioneAssumendo questa configurazioneelettronica, l’ossigeno può ricevereelettronica, l’ossigeno può ricevereun un lone pairlone pair dal cloro dal cloro

OO

Cl O Cl OO

O O

ClClClCl

OO

ClClClCl

OOOOOO

OO

Pentossido di dicloroPentossido di dicloro

Cl O Cl OO

OO

O O

ClClClCl

OO

ClClClCl

OOOO

OOOO

OO

OO

Eptossido di dicloroEptossido di dicloro

Cl O Cl-2-2+1+1 +1+1

Nell’ossido di dicloro l’atomo di cloro Nell’ossido di dicloro l’atomo di cloro ha numero di ossidazione +1 ha numero di ossidazione +1

Anidride ipoclorosaAnidride ipoclorosa

Cl O Cl OO+2+2 +2+2+1+1 +1+1

Nel triossido di dicloro l’atomo di cloro Nel triossido di dicloro l’atomo di cloro ha numero di ossidazione +3 ha numero di ossidazione +3

Anidride clorosaAnidride clorosa

Cl O Cl OO

O O

+2+2

+2+2 +2+2

+2+2+1+1 +1+1

Nel pentossido di dicloro l’atomo di cloro Nel pentossido di dicloro l’atomo di cloro ha numero di ossidazione +5 ha numero di ossidazione +5

Anidride cloricaAnidride clorica

Cl O Cl OO

OO

O O

+2+2+2+2

+2+2 +2+2

+2+2+2+2

+1+1 +1+1

Nell’eptossido di dicloro l’atomo di cloro Nell’eptossido di dicloro l’atomo di cloro ha numero di ossidazione +7 ha numero di ossidazione +7

Anidride percloricaAnidride perclorica

H3PO4 Acido fosforico

P O H

O H

O H

O

PP

O-H

H-O O

OH

S OO

O-H

O-H

H2SO4 Acido solforico

SS

O-H

H-O O

O

biossido di zolfo o anidride solforosabiossido di zolfo o anidride solforosa

S OOValenceShellElectronPairRepulsion

S OO

Otriossido di zolfo o anidride solforicatriossido di zolfo o anidride solforica

S OO

OS OO

OS

O O

O

H-Cl H+ Cl-risonanzarisonanza

HHClCl HH++ClCl--

HCl risuona fra una forma limite covalente HCl risuona fra una forma limite covalente omopolare e una forma limite ionicaomopolare e una forma limite ionica

HH

HH

HH

HH

HH

HH

1,3-butadiene1,3-butadiene1,3-butadiene1,3-butadiene

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

HH

Legame ad elettroniLegame ad elettronidelocalizzatidelocalizzati1,3-butadiene1,3-butadiene

H

HH

H

H H

CC66HH66 (benzene) (benzene)

H

H

H

H

H

H H

H

H

H

H

H

H

HH

H H

H

Nel benzene i sei elettroni p sono completamente Nel benzene i sei elettroni p sono completamente delocalizzati nell’intera struttura carboniosa.delocalizzati nell’intera struttura carboniosa.

RappresentazioneRappresentazionegraficagrafica

energia dell’ibrido di risonanza

energia delle forme limitedi Kelulé

Energia dirisonanzaaddizionale

energia

--

--

---- -- --

--

--

--

--

--

NaClNaClNaClNaClCristallo di NaClCristallo di NaCl

esempio di legame ione-ioneesempio di legame ione-ione

Na+ Cl-

Soluzione acquosa di NaClSoluzione acquosa di NaClesempio di legame ione-dipoloesempio di legame ione-dipolo

-+

Soluzione acquosa di ossigenoSoluzione acquosa di ossigenoesempio di legame esempio di legame dipolo permanentedipolo permanente - - dipolo indottodipolo indotto

--++

Perché BrPerché Br22 è liquido è liquido

a temperatura ambiente ?a temperatura ambiente ?

dipolo istantaneodipolo istantaneodipolo istantaneodipolo istantaneo dipolo indottodipolo indottodipolo indottodipolo indotto

---- ----

MgMg

(solido metallico)

I nodi reticolarisono ocupati da ioni del metallo.Una nuvola di elettroni occupa l’intero volumeoccupato dal cristallo

Cristallo metallico

MgMg2+2+