Doppi e Tripli Legami Covalenti | Introduzione alla Chimica

Obiettivo di Apprendimento

Descrivere i tipi di orbitali di sovrapposizione che si verificano in camera singola, doppia, e tripli legami

Punti Chiave

Doppi e tripli legami covalenti sono più forti dei singoli legami covalenti e sono caratterizzati dalla condivisione di quattro o sei elettroni tra gli atomi, rispettivamente.,
I legami doppi e tripli sono composti da legami sigma tra orbitali ibridati e legami pi tra orbitali p non ibridati. I legami doppi e tripli offrono una maggiore stabilità ai composti e limitano qualsiasi rotazione attorno all’asse del legame.
Le lunghezze di legame tra atomi con legami multipli sono più brevi rispetto a quelli con legami singoli.

Termini

Forza legantedirettamente correlata alla quantità di energia necessaria per rompere il legame tra due atomi. Più energia è richiesta, più forte è il legame.,
lunghezza del legola distanza tra i nuclei di due atomi legati. Può essere determinato sperimentalmente.
ibridazione orbitaleil concetto di miscelazione di orbitali atomici per formare nuovi orbitali ibridi adatti alla descrizione qualitativa delle proprietà e delle geometrie di legame atomico.
orbitali atomicila regione fisica nello spazio attorno al nucleo in cui un elettrone ha una probabilità di essere.

Legami covalenti doppi e tripli

Il legame covalente si verifica quando gli elettroni sono condivisi tra atomi., I legami covalenti doppi e tripli si verificano quando quattro o sei elettroni sono condivisi tra due atomi e sono indicati nelle strutture di Lewis disegnando due o tre linee che collegano un atomo all’altro. È importante notare che solo gli atomi con la necessità di guadagnare o perdere almeno due elettroni di valenza attraverso la condivisione possono partecipare a più legami.

Concetti di legame

I legami doppi e tripli possono essere spiegati dall’ibridazione orbitale, o dalla “miscelazione” di orbitali atomici per formare nuovi orbitali ibridi. L’ibridazione descrive la situazione di legame dal punto di vista di un atomo specifico., Una combinazione di orbitali s e p provoca la formazione di orbitali ibridi. Gli orbitali ibridi appena formati hanno tutti la stessa energia e hanno una disposizione geometrica specifica nello spazio che concorda con la geometria di legame osservata nelle molecole. Gli orbitali ibridi sono indicati come spx, dove s e p denotano gli orbitali utilizzati per il processo di miscelazione e il valore dell’apice x varia da 1 a 3, a seconda di quanti orbitali p sono necessari per spiegare il legame osservato.,

Orbitale ibridatouno schema dell’orientamento risultante nello spazio degli orbitali ibridi sp3. Si noti che la somma degli apici (1 per s e 3 per p) fornisce il numero totale di orbitali ibridi formati. In questo caso, vengono prodotti quattro orbitali che puntano lungo la direzione dei vertici di un tetraedro.

I legami Pi

I legami Pi, o \pi, si verificano quando c’è sovrapposizione tra orbitali p non ibridati di due atomi adiacenti., La sovrapposizione non si verifica tra i nuclei degli atomi, e questa è la differenza chiave tra i legami sigma e pi. Affinché il legame si formi in modo efficiente, deve esserci una corretta relazione geometrica tra gli orbitali p non ibridati: devono essere sullo stesso piano.

Formazione del legame Pila sovrapposizione tra orbitali p non ibridati adiacenti produce un legame pi. La densità elettronica corrispondente agli elettroni condivisi non è concentrata lungo l’asse internucleare (cioè tra i due atomi), a differenza dei legami sigma.,

I legami multipli tra atomi sono sempre costituiti da un legame sigma, con eventuali legami aggiuntivi del tipo π.

Esempi di legami Pi

L’esempio più semplice di un composto organico con un doppio legame è l’etilene, o etene, C2H4. Il doppio legame tra i due atomi di carbonio è costituito da un legame sigma e un legame π.

Legame etileneun esempio di molecola semplice con un doppio legame tra atomi di carbonio., Sono indicate le lunghezze e gli angoli di legame (indicativi della geometria molecolare).

Dal punto di vista degli atomi di carbonio, ognuno ha tre orbitali ibridi sp2 e un orbitale p non ibridato. I tre orbitali sp2 si trovano in un unico piano ad angoli di 120 gradi. Mentre gli atomi di carbonio si avvicinano l’un l’altro, i loro orbitali si sovrappongono e formano un legame. Contemporaneamente, gli orbitali p si avvicinano l’un l’altro e formano un legame. Per mantenere questo legame, gli orbitali p devono rimanere paralleli tra loro; pertanto, la rotazione non è possibile.,

Un legame triplo comporta la condivisione di sei elettroni, con un legame sigma e due legami \pi. Il più semplice composto organico a triplo legame è l’acetilene, C2H2. I legami tripli sono più forti dei doppi legami a causa della presenza di due legami \ pi piuttosto che uno. Ogni carbonio ha due orbitali ibridi sp, e uno di essi si sovrappone con il suo corrispondente dall’altro atomo di carbonio per formare un legame sp-sp sigma. I restanti quattro orbitali p non ibridati si sovrappongono tra loro e formano due legami \pi. Simile ai doppi legami, non è possibile alcuna rotazione attorno all’asse del triplo legame.,

Le conseguenze osservabili di legami multipli

I legami covalenti possono essere classificati in termini di quantità di energia necessaria per romperli. Sulla base dell’osservazione sperimentale che è necessaria più energia per rompere un legame tra due atomi di ossigeno in O2 rispetto a due atomi di idrogeno in H2, deduciamo che gli atomi di ossigeno sono più strettamente legati insieme. Diciamo che il legame tra i due atomi di ossigeno è più forte del legame tra due atomi di idrogeno.

Gli esperimenti hanno dimostrato che i doppi legami sono più forti dei singoli legami e i tripli legami sono più forti dei doppi legami., Pertanto, ci vorrebbe più energia per rompere il triplo legame in N2 rispetto al doppio legame in O2. Infatti, ci vogliono 497 kcal / mol per rompere la molecola O2, mentre ci vogliono 945 kJ/mol per fare lo stesso con la molecola N2.

Lunghezza del legame

Un’altra conseguenza della presenza di legami multipli tra atomi è la differenza nella distanza tra i nuclei degli atomi legati. I doppi legami hanno distanze più brevi dei singoli legami e i tripli legami sono più brevi dei doppi legami.

Introduzione alla Chimica (Italiano)