ibridazione...qualcuno mi puo' dare dei chiarimenti?

[cte laghi]

salve a tutti, ho iniziato da poco un corso di laurea in chimica e non
avendo approfondito troppo la materia nelle scuole superiori, mi trovo un
po' in difficoltà su alcuni argomenti. Siccome ho visto che siete molto
ferrati in materia ne approfitto per porvi una domanda, forse per la maggior
parte di voi alquanto banale, ma non per me :-). Perchè l'ossigeno in O3
(Ozono) si ibrida in sp2? E poi, in generale, un atomo ibrida in orbitali
sp, sp2,sp3... a seconda dei legami con altre molecole, oppure ogni atomo
puo' avere una sola forma di ibridazione? Scusate l'ignoranza e scusate se
ho posto le domande in modo errato... ma mi interesserebbe capirci
qualcosina in piu'... Grazie, ciao!

[altrui]

-----Messaggio Originale-----
Da: "cte laghi" <jeanv...@hotmail.com>
Newsgroup: it.scienza.chimica
Data invio: giovedì 16 ottobre 2003 22.37
Oggetto: ibridazione...qualcuno mi puo' dare dei chiarimenti?

>E poi, in generale, un atomo ibrida in orbitali
> sp, sp2,sp3... a seconda dei legami con altre molecole, oppure ogni atomo
> puo' avere una sola forma di ibridazione?

Il concetto di ibridazione è stato partorito a ritroso, ovvero:con tecniche
particolari si osserva la geometria di una certa molecola e si ipotizza così
un eventuale riarrangiamento degli elettroni nei vari orbitali....non
potresti a priori supporre una ibridazione.
Prendiamo un caso specifico: Il Carbonio si lega con H in una infinità di
modi ( lo vedrai presto in chimica organica) e con ibridazioni
differenti...le molecole del metano (CH4) sono tetraedriche...ergo C è in
una forma di ibridazione di tipo sp3...quelle dell'etino (C2H2) sono
planari...quindi sp...come vedi (rispondendo alla tua domanda) un atomo può
avere diverse forme di ibridazione che non dipendono dall'atomo con cui
reagisce.
spero di essere stato chiaro
ciao

[Mauro Prencipe]

Ciao,

cominciamo col dire la densità elettronica di un atomo isolato ha
simmetria sferica e, in generale, viene modificata entro una molecola in
modo tale da aversi più elettroni localizzati nella direzione dei
legami. Ora, in un caso idrogenoide (atomo o ione con un solo
elettrone), gli orbitali aventi lo stesso numero quantico principale (n)
hanno la stessa energia: tecnicamente vuol dire che sono autofunzioni
"degeneri" dell'Hamiltoniana (H, che compare nell'equazione di
Schroedinger) associate allo stesso autovalore (appunto l'energia); una
qualunque combinazione lineare di queste funzioni degeneri è ancora
autofunzione di H. In altre parole, se gli orbitali 2s, 2px, 2py e 2pz
sono soluzione dell'equazione di Schroedinger e hanno la stessa energia,
una qualunque altra combinazione lineare di questi è ancora soluzione
dell'equazione con la stessa energia. Siamo allora liberi di scegliere
la combinazione lineare degli orbitali degeneri (cioè formiamo gli
ibridi) in modo che questa descriva bene la situazione di legame. Va
detto che nei sistemi non idrogenoidi, la degenerazione tra gli s e i p
(e i d o gli f) viene rimossa (energie diverse) ma, ammesso che le
differenze di energia tra detti orbitali non siano troppo grandi,
possiamo ancora parlare di ibridazione. Nel caso di O3, il miglior modo
di rappresentare i legami consiste nello scegliere degli ibridi sp2, che
formano angoli di 120 gradi tra loro (in effetti l'angolo O-O-O in O3,
si avvicina ai 116 gradi), questo porta a un orbitale p libero, su ogni
atomo, ortogonale al piano molecolare, con cui formare il sitema
pi-greco. In altri termini, è la geometria (osservata) della molecola
che ci porta alla costruzione delle giuste combinazioni lineari che
meglio "si adattano" alle direzioni dei legami.
La combinazione scelta varia a seconda della geometria molecolare (O è
sp2 in O3, ma sp3 in H2O) tenuto conto pure dei lone pair.

Ciao
Mauro

[cte laghi]

Grazie mile ad entrambi, le vostre risposte sono state come al solito veloci
e chiare. Alla prossima! Ciao!