Chimica

[Vincenza]

salve,
cercavo un aiuto su una questione di chimica.
Cercavo, per l'esattezza, differenze (spiegate in modo preciso e
dettagliato) tra gli orbitali molecolari (sigma e pi greco) e
quelli ibridi (sp).
grazie mille
--
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Completo come il newsreader, ma senza il newsreader

[Soviet_Mario]

Vincenza wrote:
> salve,
> cercavo un aiuto su una questione di chimica.
> Cercavo, per l'esattezza, differenze (spiegate in modo preciso e
> dettagliato) tra gli orbitali molecolari (sigma e pi greco) e
> quelli ibridi (sp).

stai confrontando due concetti tra loro ortogonali.
La distinzione sigma/pigreco, a prescindere da ogni
considerazione di ibridazione, riguarda questioni di simmetria
del legame e tipo e posizione dei suoi "nodi".
Il sigma è un (forte) legame con simmetria cilindrica (rispetto
all'asse che collega i due nuclei legati), e solitamente nasce
dalla sovrapposizione di orbitali con lobi che si incontrino
testa-testa (ovviamente questo ha senso solo se almeno di uno
dei due orbitali interagenti ha questi "lobi", e quindi non è
sferico).
Il pigreco è un legame (meno forte) che presenta piani di
simmetria (uno passante, l'altro ortogonale all'asse che collega
i due nuclei legati), ed ha un piano nodale, contenente i
nuclei, dove non è presente densit elettronica. Nasce dalla
sovrapposizione di orbitali con lobi che si incontrino fianco a
fianco (ovviamente questo ha senso solo se entrambi gli orbitali
interagenti hanno questi "lobi", e quindi nessuno dei due sia
sferico).

Il discorso degli orbitali ibridi, sp, sp2, sp3 e superiori, si
collega invece con la forma geometrica che i legami assumono
attorno ad un centro almeno dicoordinato.
Molti chimici con le palle non amano neppure il discorso
dell'ibridazione, siccome pare (non me ne intendo a sufficienza)
che non abbia nessun vero fondamento fisico, ma sia solo un modo
di interpretare (superficialmente) alcuni aspetti del modello
M.O., e quindi preferiscono paradossalmente la più semplice e
meno presuntuosa teoria VSEPR, che dell'ibridazione non ha
neppure bisogno.
Tra i due modelli, quello degli orbitali ibridi e la VSEPR, in
realtà non esiste contraddizione a posteriori, disaccordo sulle
previsioni della forma delle molecole.
Tuttavia la VSEPR, teoria sostanzialmente basata sulla
repulsione elettrostatica degli elettroni di valenza, considera
la molecola a posteriori, con i legami già presenti, comunque
formati, senza preoccuparsi del "prima".
Il modello degli orbitali ibridi sembrerebbe quasi (in realtà
non proprio) suggerire che un atomo si riassesti, modificando i
propri orbitali atomici, prima di formare il legame (o
contestualmente), con una sorta di "finalismo". In effetti un
atomo ibridizzato, a sé stante, ha una maggiore energia, ma
consente di formare legami più forti e stabili una volta legato.
Cmq, alle tre più comuni ibridazioni, sp, sp2, sp3,
corrispondono i tre template geometrici lineare, trigonale
planare (equilatero) e tetraedrico.
Gli orbitali ibridi sono un modo di considerare non le funzioni
d'onda originali ma loro combinazioni lineari, associandole in
modo diverso in funzione della conoscenza (col senno di poi) di
QUANTI diversi gruppi esisteranno nello stato legato.
So che la risposta è un po' alla buona, molto qualitativa e
descrittiva, ma se ti serve di più basta dirlo e qui sul NG ci
sono fior di chimici teorici che potranno darti indicazioni più
precise.
Ciao
Soviet-Mario

[Vincenza]

Ciao,
ti ringrazio per essermi accorso in aiuto; dunque, vediamo se ho
capito: la distinzione sigma/pigreco descritta dalla teoria MO,
ci parla di come si posizionano le molecole nello spazio e di
quali orbitali atomici possono combinarsi linearmente; invece
l'ibridazione cerca di spiegare quali sono le forme degli
orbitali molecolari, nati dalla combinazione lineare degli
orbitali atomici...giusto?

[Soviet_Mario]

in questo periodo scrivo male, già lo sapevo

Vincenza wrote:
> Ciao,
> ti ringrazio per essermi accorso in aiuto; dunque, vediamo se ho
> capito: la distinzione sigma/pigreco descritta dalla teoria MO,
> ci parla di come si posizionano le molecole nello spazio

questo pezzo di frase è privo di senso

> e di
> quali orbitali atomici possono combinarsi linearmente;

questo si. Alcuni non possono combinarsi, secondo certi
orientamenti reciproci (ad es. s+p parallelo o s+ d parallelo,
vengono fuori solo orbitali di non legame), mentre quelli che
possono sovrapporsi originano nuove funzioni d'onda, dotate di
una certa "giacitura" e simmetria, a seconda di come erano
orientati in partenza gli orbitali atomici originali, e di quali
erano.

> invece
> l'ibridazione cerca di spiegare quali sono le forme degli
> orbitali molecolari, nati dalla combinazione lineare degli
> orbitali atomici...giusto?

circa .... anche se l'ibridazione pretenderebbe che la forma
delle molecole è quella che è poiché gli atomi si sono
riarrangiati prima ancora di fare i legami, per cui si parla per
estensione di orbitali ibridi "atomici" anche a prescindere
dalle molecole in cui essi vengono usati (il che ovviamente è
una forzatura, dato che gli atomi isolati ibridizzati non si
formano)

riciao
Soviet-Mario

[emilio benecchi]

"Vincenza" <vincenz...@virgilio.it> ha scritto nel messaggio
news:14107952.1119738109675.JavaMail.newsgroup@sc-ng-1...

> salve,
> cercavo un aiuto su una questione di chimica.
> Cercavo, per l'esattezza, differenze (spiegate in modo preciso e
> dettagliato) tra gli orbitali molecolari (sigma e pi greco) e
> quelli ibridi (sp).
> grazie mille

Nel 1926 prese piede una teoria detta meccanica quantistica. Sulla base di
questa teoria Schrodinger ha elaborato delle espressioni matematiche, dette
equazioni d'onda, di particolare interesse per i chimici. Queste equazioni
d'onda sono talmente complicate da non poter essere risolte in modo esatto.
E' stato pertanto necessario elaborare dei metodi particolari per ottenere
delle soluzioni approssimate, dette funzioni d'onda. Le funzioni d'onda
danno la probabilità di trovare un elettrone in una particolare regione
dello spazio intorno al nucleo. Tale regione è detta orbitale.
Ogni orbitale può contenere solo due elettroni e questi devono essere di
spin opposti (Principio di esclusione del Pauli).
Gli orbitali atomici 1s e 2s hanno forma sferica con il nucleo al centro. La
sovrapposizione di due orbitali atomici s, contenenti ciascuno un elettrone,
dà origine ad un orbitale molecolare sigma.
Gli orbitali atomici 2p hanno forma doppio sferica, col nucleo in mezzo
alle due sfere. Gli orbitali atomici 2p sono tre , 2px, 2py, 2pz . L'asse di
ciascun orbitale atomico 2p è perpendicolare agli assi degli altri due. La
sovrapposizione di due orbitali atomici p, contenente ciascuno un elettrone,
dà origine ad un orbitale molecolare pi greco.
Gli orbitali molecolari sono al tempo stesso dei legami covalenti.

Le ibridizzazioni degli orbitali atomici s e p sono delle complicatissime
elaborazioni matematiche, non certo alla mia portata, atte a giustificare
con la teoria il comportamento dell'atomo di carbonio nei vari composti.
L'ibridizzazione sp3, tra un orbitale 2s e tre orbitali 2p porta ad un
carbonio tetravalente con quattro orbitali identici sp3 diretti verso i
vertici di un tetraedro ( ad esempio nel metano).
L'ibridizzazione sp2, tra un orbitale 2s e due orbitali 2p, porta ad un
carbonio sempre tetravalente, ma con tre orbitali identici sp2 diretti verso
i vertici di un triangolo equilatero. Il terzo orbitale 2p è occupato
dall'elettrone spaiato (ad esempio nell'etilene).
L'ibridizzazione sp, tra un orbitale 2s e un orbitale 2p, porta ad un
carbonio sempre taravalente, ma con due orbitali sp identici e opposti l'uno
all'altro rispetto al nucleo. Il secondo e il terzo orbitale 2p sono
occupati ciascuno da un elettrone spaiato (ad esempio nell'acetilene).
Ho fatto del mio meglio.
Ciao
e.b.