Chimica_Lez_04_2024-2025_parte1 (33793715)

Lezione 4 - Costruire con gli Atomi

• Corso Chimica - Politecnico di Torino per l'anno accademico 2024-2025

• Focus su strutture molecolari, orbitali molecolari e teoria delle bande.

Strutture Molecolari e Orbitali Molecolari

• Importanza degli orbitali molecolari nella costruzione di legami tra gli atomi.

• I diversi tipi di orbitali:

  • s, p, d, f

• Configurazione elettronica e la sua correlazione con il periodo nel sistema periodico.

Tavola Periodica

Periodi e Gruppi

• Struttura della tavola periodica:

  • I periodi rappresentano le righe orizzontali (valore di n).

  • I gruppi rappresentano le colonne (caratteristiche simili degli elementi).

Proprietà Periodiche

• Variano periodicamente e includono:

  • Raggio atomico

  • Raggio ionico

  • Energia di ionizzazione

  • Affinità elettronica

  • Elettronegatività

Raggio Atomico

• Difficile da definire poiché la probabilità di trovare un elettrone diminuisce con la distanza dal nucleo.

• Raggio atomico efficace: distanza dal nucleo con il 95% della carica elettronica.

• Raggio covalente: metà della distanza di due atomi legati da un legame singolo.

• Raggio ionico: distanza tra nuclei di ioni legati da un legame ionico.

Variazione del Raggio Atomico

• Dipende da:

  • Numero quantico principale (n).

  • Carica nucleare efficace (Z_eff): aumenta il numero di protoni e riduce il raggio atomico.

• Tendenze nella tavola periodica:

  • Raggio atomico diminuisce lungo il periodo (da sinistra a destra).

  • Raggio atomico aumenta lungo il gruppo (dall'alto verso il basso).

Carica Nucleare Efficace (Z_eff)

• Misura la carica positiva avvertita da un elettrone tenendo conto dell'effetto schermante.

Raggio Ionico

Cationi

• Trasformazione di un atomo in ione positivo causa una contrazione di volume per perdita di elettroni.

Anioni

• Trasformazione di un atomo in ione negativo causa un aumento di volume poiché diminuisce la carica effettiva del nucleo.

Tendenze

• Il raggio ionico aumenta dall'alto verso il basso e diminuisce da sinistra verso destra lungo un periodo.

Energia di Ionizzazione

• Energia minima necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo isolato.

• Corrisponde a diverse energie di ionizzazione (I1, I2) a seconda dell'elettrone rimosso.

• Tendenze:

  • Aumenta dal basso verso l'alto ed da sinistra verso destra nella tavola periodica.

Affinità Elettronica

• Energia liberata quando un atomo neutro acquista un elettrone.

• Generalmente esotermica; i valori variano per diversi elementi.

Elettronegatività

• Tendenza di un atomo ad attrarre cariche elettroniche in un legame. Misurabile attraverso diverse scale.

• La scala di Pauling è frequentemente usata per quantificarla.

Regola dell'Ottetto

• Gli atomi tendono ad acquistare o perdere elettroni per raggiungere una configurazione stabile di otto elettroni nel livello più esterno.

Notazione di Lewis

• Rappresentazione degli elettroni di valenza degli atomi per illustrare il legame chimico.

• La notazione aiuta a visualizzare la formazione di molecole e la condivisione degli elettroni.

Legami Chimici

Classificazione

• Legame Ionico, Legame Covalente, Legame Metallico.

Legame Ionico

• Attrazione elettrostatica tra ioni di segno opposto; comporta il trasferimento di elettroni.

Legame Covalente

• Condivisione di elettroni per raggiungere la configurazione ad ottetto.

Polarità dei Legami

• Varia a seconda della differenza di elettronegatività tra due atomi.

Risonanza

• Molecole che possono essere rappresentate da più strutture; contribuisce alla stabilità della molecola.