Capitolo 10 - La geometria molecolare e l'ibridizzazione degli orbitali atomici

Question 1

geometria molecolare

Answer 1

definisce la disposizione tridimensionale degli atomi in una molecola

Question 2

livello (o guscio) di valenza

Answer 2

è il livello più esterno occupato da elettroni; esso contiene gli elettroni che sono normalmente utilizzati nella formazione di legami. in un legame covalente una coppia di elettroni, usualmente chiamata coppia di legame, è responsabile dell’unione dei due atomi

Question 3

VSEPR - modello della repulsione di elettroni del livello di valenza (Valence-Shell Electron-Pair Repulsion)

Answer 3

tiene conto della disposizione geometrica delle coppie di elettroni attorno a un atomo centrale in termini di repulsione elettrostatica tra le coppie di elettroni stesse. due recole: 1. ai fini della repulsione tra le coppie di elettroni, i doppi e i tripli legami possono essere trattati come legami singoli e 2. se una molecola ha due o più strutture di risonanza, possiamo applicare il metodo dello VSEPR solo a una di esse - in generale le forze ripulsive decrescono secondo: 2 coppie solitarie –> coppia solitaria e di legame –> 2 coppie di legame

Question 4

momento di dipolo

Answer 4

rappresenta una misura quantitativa della polarità di un legame ed è dato dal prodotto della carica Q per la distanza r esistente tra cariche - è solitamente indicato i debye (D)

Question 5

due teorie quantomeccaniche

Answer 5

la teoria del legame di valenza (VB) si basa sul fatto che in una molecola gli elettroni occupano gli orbitali atomici degli atomi di provenienza
la teoria degli orbitali molecolari (MO) considera la formazione di orbitali molecolari a partire da orbitali atomici

Question 6

orbitali ibridi

Answer 6

orbitali atomici ottenuti quando due o più orbitali non equivalenti dello stesso atomo si combinano tra loro prima della formazione del legame covalente

Question 7

ibridizzazione

Answer 7

il mescolamento di orbitali atomici in un atomo (generalmente l’atomo centrale) per generare un set di orbitali ibridi

Question 8

relazione esistente tra la teoria dell’ibridizzazione e il modello VSEPR

Answer 8

si usa l’ibridizzazione per descrivere lo schema dei legami solo dopo aver utilizzato il modello VSEPR per prevedere la disposizione delle coppie di elettroni

Question 9

legami sigma

Answer 9

legami covalenti formati per sovrapposizione assiale, con la densità elettronica concentrata tra i nuclei dei due atomi legati

Question 10

legami pigreco

Answer 10

legame covalente formato per sovrapposizione laterale degli orbitali, con la densità elettronica concentrata sopra e sotto il piano dei nuclei degli atomi legati insieme

Question 11

orbitali molecolari

Answer 11

la teoria degli orbitali molecolari descrive i legami covalenti di orbitali molecolari, che risultano dall’interazione degli orbitali atomici degli atomi che si legano e sono associati all’intera molecola (la differenza tra un orbitale molecolare e un orbitale atomico è che quest’ultimo è associato ad un solo atomo)

Question 12

orbitale molecolare legante

Answer 12

ha energia più bassa e maggiore stabilità rispetto agli orbitali atomici da cui è generato
la densità elettronica è maggiore tra i due nuclei
interferenza costruttiva

Question 13

orbitale molecolare antilegante

Answer 13

ha energia più alta e minore stabilità rispetto agli orbitali atomici da cui è generato
la densità elettronica è minore tra i due nuclei
interferenza ditruttiva

Question 14

caratteristiche ondulatorie

Answer 14

una proprietà caratteristica delle onde è quella che consente alle onde dello stesso tipo di interagire in modo che l’ampiezza dell’onda risultante subisca un incremento o una diminuzione. nel primo caso l’interazione si chiama interferenza costruttiva, nel secondo interferenza distruttiva

Question 15

orbitale molecolare sigma (legante o antilegante)

Answer 15

la densità elettronica è concentrata simmetricamente attorno a una linea posta tra due nuclei degli atomi leganti - i due elettroni nell’orbitale molecolare sigma sono accoppiati. il principio di esclusione di pauli si applica alle molecole così come agli atomi

Question 16

orbitale molecolare pigreco (legante o antilegante)

Answer 16

la densità elettronica è concentrata sopra e sotto la linea congiungente i due nuclei degli atomi leganti

Question 17

ordine di legame

Answer 17

definisce la forza di un legame - la misura quantitativa della forza di un legame è l’entalpia di legame (es. se ci sono due elettroni in un orbitale molecolare legante e nessuno in un orbitale molecolare antilegante, l’ordine di legame è uno, il che significa che c’è un legame covalente e che la molecola è stabile) - un ordine di legame zero (o negativo) indica che il legame non è stabile e che pertanto la molecola non può esistere - è usato solo per scopi qualitativi o per fare confronti

Question 18

molecole diatomiche omonucleari

Answer 18

il caso più semplice della configurazione elettronica dello stato fondamentale di molecole del secondo periodo - molecole diatomiche contenenti atomi dello stesso elemento

Question 19

legame metallico

Answer 19

caratteristiche: 
duttilità e malleabilità
elevata conducibilità elettrica, magnetica e termica 
opacità e lucentezza
struttura estremamente compatta

Question 20

mare di elettroni

Answer 20

modello per spiegare la formazione dei legami negli elementi metallici
gli elettroni di valenza (gas di fermi) dell’elemento metallico, pur restando sotto l’influenza attrattiva dei numerosi nuclei del reticolo cristallino, sono tuttavia liberi di muoversi attorno ai nuclei stessi per tutto il reticolo metallico generando così forze di attrazione estremamente diffuse in grado di tenere insieme il reticolo - attraverso questo modello si spiegano le proprietà descritte precedentemente come lo scorrimento reciproco dei piani atomici reticolari

Question 21

teoria delle bande

Answer 21

modello per spiegare la formazione dei legami negli elementi metallici
tratta il legame metallico in modo più rigoroso e può essere considerata come una naturale estensione della teoria degli orbitali molecolari, secondo la quale la combinazione di n orbitali atomici porta alla formazione di n orbitali molecolari
la differenza di energia negli orbitali atomici dell’elemento di partenza ha importanti conseguenze nella teoria delle bande, soprattutto per spiegare la capacità dell’elemento considerato di condurre corrente
la conduzione di energia elettrica nei metalli viene spiegata attraverso il movimento degli elettroni all’interno della banda di valenza o dalla banda di valenza alla banda di conduzione
questa teoria riesce a spiegare efficacemente anche al colorazione caratteristica dei metalli dovuta all’assorbimento di radiazione elettromagnetica da parte degli elettroni

Question 22

banda continua di energia

Answer 22

caratteristica di questi orbitali molecolari è quella di avere livelli energetici talmente vicini da costituire una vera e propria banda di energia continua

Question 23

distribuzione degli elettroni in una banda

Answer 23

gli elettroni si posizioneranno a partire dagli orbitali molecolari a energia più bassa e poi via via in quelli superiori a energia più alta - le bande sono in numero pari al numero di orbitali atomici dell’elemento metallico considerato

Question 24

banda di valenza

Answer 24

banda corrispondente agli orbitali atomici più esterni contenenti elettroni

Question 25

banda di conduzione

Answer 25

banda immediatamente seguente (corrisponde all’orbitale atomico di energia maggiore dell’orbitale di valenza)

Question 26

conduttori

Answer 26

sovrapposizione della banda di valenza con la banda di conduzione
la zona proibita non riveste alcun interesse

Question 27

banda proibita o gap

Answer 27

di fondamentale importanza ai fini della conduzione - differenza (intervallo) di energia tra il limite superiore della banda occupata da elettroni e il limite inferiore della banda a energia superiore

Question 28

isolanti

Answer 28

banda di valenza piena e quella di conduzione vuota

la banda proibita è molto alta

Question 29

semiconduttori

Answer 29

caratterizzati da una banda proibita tale per cui può essere facilmente superata o per eccitazione termica (in questo caso si parla di termoconduzione) o per irraggiamento con radiazione elettromagnetica di appropriata lunghezza d’onda (fotoconduzione), cioè tale per cui l’energia della radiazione (hv) sia maggiore del gap energetico (la promozione di elettroni dalla banda di valenza a quella di conduzione genera, nella prima, delle lacune elettroniche chiamate anche lacune positive)

Question 30

molecole polari

Answer 30

molecole diatomiche contenenti atomi diversi

hanno un momento di dipolo

Question 31

molecole apolari (non polari)

Answer 31

molecole diatomiche contenenti atomi dello stesso elemento

non hanno un momento di dipolo