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Titolo: L' Ibridizzazione.....

Vorrei chiedervi aiuto affinché mi possiate spiegare meglio che cosa si 
intende per ibridizzazione illustrandomela magari con degli esempi 
(chiedo troppo?)...
Per esempio data una molecola di H2CO3, qual è la sua ibridizzazione?
La formula di struttura della summenzionata molecola è così?
H
 \
   C=O=O=O
 /
H
Se non è questa, mi dite dove ho sbagliato? 
Come al solito grazie mille...

La formula di struttura dell'acido carbonico (H2CO3) è
H-O
     |
    C=O
     |
H-O
Infatti la tua struttura presenta ben 2 O che formano 4 legami!!! Questo non
è possibile.Inoltre gli H acidi di norma sono attaccati ad un O (questa è
una regoletta generale) .
Per quel che riguarda l'ibridazione (presumo del C), tempo fa avevo scritto
un sistema pratico (ossia non teoricissimo, ma proprio terra-terra) per
stabilirla. In pratica devi contare quanti legami SEMPLICI (ossia legami
sigma) forma l'atomo, infischiandotene di legami doppi o tripli. Il numero
di legami sigma ti dà quella che dovrà essere la somma degli esponenti di
sp. P.es. nel nostro caso il C ha 3 legami sigma e dunque l'ibridazione è
sp2.
Sperando di non aver detto castronerie!!!
--
"La sintesi organica è la chimica che fa Dio quando ha voglia di divertirsi
un po'. Se Dio è un chimico" (A.R.)
______________
Albert Ruggi
a.r...@inwind.it
www.chimicavita.cjb.net

 sigma) forma l'atomo, infischiandotene di legami doppi o tripli. Il numero
Ti ringrazio ma come faccio a stabilire quali sono i legami sigma (anche 
con esempi se è possibile)? Purtroppo sul mio libro di testo non è 
spiegato molto bene ciò.
Grazie mille.

spiegato molto bene ciò.
Azzzzz... parlare d'ibridazione e non avere idea di cosa siano i
legami sigma. Mi auguro che tu sia un autodidatta e che quindi non hai
affrontato con il giusto approccio la chimica... :-)
(oppure che stai tentando di recuperare non avendo seguito la prof in
precedenza ;-))
In parole molto semplici e probabilmente altrettanto approssimanti
sono i legami semplici, dove c'e' un singolo legame quello e'
generalmente un legame sigma.
(questa e' la spiegazione che per iniziare puo' andare bene, ma ho il
terrorre di come possa essere utilizzata nelle tue mani se vai su
alcuni casi particolari ;-)
In pratica sono quelli che determinano lo scheletro di una molecola.
Una definizione che ci fu data e che forse e' un po' piu' corretta e':
un legame che ha simmetria cilindrica rispetto all'asse di legame.
In pratica se tu hai presente come sono fatti gli orbitali che in
genere hanno dei lobi (tranne gli s che sono sferici) quando un legame
si forma dalla sovrapposizione delle "punte" dei lobi e' un legame
sigma. Se ci fai caso quello che ottieni potrebbe essere una sorta di
cilindro tanto per capire la definizione di prima.
Per capire la differenza un altro tipo di legame e' quello pigreco,
solitamente il secondo e terzo legame nel caso di legami multipli che
si forma per sovrapposizione dei "lati" dei lobi degli orbitali.
Questa spiegazione la vedo adatta alla chimica che avevamo fatto noi a
ragioneria, spero possa bastare anche a te :-)
-- 
Ciao!!!
Michele
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they wash their hands even *before* they go to the restroom!

 Come al solito grazie mille...
Di nulla,
Ciao Patrizio
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Inviato via 
http://usenet.libero.it

 plica e altri in cui non si applica.
Se, per qualsiasi motivo, non fosse facile rintracciarlo, ecco la
parte saliente:
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Quello che si dovrebbe apprendere in ordine progressivo sarebbe: a) saper
costruire la configurazione elettronica esterna degli atomi coinvolti; b)
immaginando di avere a che fare con molecole non troppo complicate (o
strane, per capirci), saper scrivere una corretta struttura di Lewis; c)
rendersi conto che, in generale, la formazione di una molecola anche
semplice puo' coinvolgere *tre* eventi che sono detti Promozione,
Ibridazione, e formazione dei legami; tieni presente che in certi casi
Promozione e Ibridazione potrebbero non avvenire; d) una regola semplice per
decidere il tipo di Ibridazione (con le sue brave eccezioni); e) conoscere,
una volta nota l'Ibridazione di un atomo, la geometria locale che essa
implica per quell'atomo. Facciamo qualche esempio.
1 - BF3. Conf. di B: 2s(2), 2p(1); cosi' allo stato fondamentale il B
potrebbe fare 1 solo leg. (BF esiste, ma e' molto instabile), quindi, per
avere 3 leg. occorre (e basta) che si abbia la prom. di 1 dei 2 elettroni
nel 2s in un orbitale p *vuoto*. La nuova conf. sara':
2s(1), 2px(1), 2py(1), 2pz(0). Cosi' in questo stato eccitato (la Promozione
costa energia) il B viene ad avere 3 elettroni spaiati che sarebbero proprio
quelli richiesti per la formazione di 3 leg. con i 3 F (ciascuno con 1
elettrone spaiato). Pero' i tre leg. sarebbero di due tipi diversi: 1 con un
orb. s e 2 con orb. p. Se cosi' fosse, i leg. e la molecola stessa sarebbero
meno stabili: legami formati da orb. p (del B, in questo caso) porterebbero
a una sovrapposizione con l'altro orbitale contribuendo con minore densita'
elettronica. A questo punto serve l'Ibridazione, che puoi immaginare come
fusione dei 3 orb. atomici per ottenere altrettanti (attenzione: gli orb. si
conservano!) orb. ibridi, uguali fra loro come forma, che e' una una forma
mediata rispetto agli orb. (atomici) da cui provengono. I calcoli
quantomeccanici ci dicono che consistono di due lobi coassiali asimmetrici:
un lobo e' decisamente piu' grande dell'altro (il punto di separazione tra i
lobi e' detto nodale e coincide col nucleo di B). Cio' fa si' che nel lobo
piu' grande sia presente la maggior parte della carica elettronica. Ci
dicono, inoltre che gli assi dei 3 orb. ibridi giacciono sullo stesso piano
e formano tra di essi angoli (uguali) di 120 gradi. Tale tipo di Ibridazione
viene chiamata sp2 poiche' gli orb. ibridi provengono da 1 orb. s e da 2
orb. p. Non resta che far sovrapporre frontalmente questi 3 orb. sp2
ciascuno con un orb. (circa p, v. dopo) di ogni F. Abbiamo cosi' ottenuto
una molecola che deve essere "planare" (tutti e 4 i nuclei giacciono sullo
stesso piano) e gli angoli di leg. sono, appunto, di 120 gradi. (lasciamo
stare, a questo stadio, la "risonanza")
Gli altri tipi di Ibridazione piu' comuni sono "sp" (puoi rifare un
ragionamento analogo sulla molecola BeF2) e "sp3" (qui puoi usare CF4 o
CH4). Occorre tener presenti due differenze: 1) nell' sp gli orb. sono
(ovviamente) 2 e nell'sp3 sono 4. 2) mentre le forme degli orb. ibridi
cambiano poco (i lobi maggiori sono un po' piu' "allungati" in sp3 che in
sp2 e lo stesso per sp2 rispetto a sp), le orientazioni sono 180 gradi per
sp e (circa) 109,5 gradi per sp3. Questo comporta che un atomo centrale
ibridato sp e i due atomi ad esso legati (tramite i 2 orbitali sp dell'atomo
centrale) sono allineati; se non ci sono ulteriori atomi possiamo essere
sicuri che la molecola e' "lineare". Nel caso sp3 i lobi dei 4 orb. ibridi
puntano verso i vertici di un tetraedro regolare (una piramide costituita da
4 facce che sono tutte triangoli equilateri uguali tra loro). L'atomo
centrale e' al centro di questo tetraedro.
2 - NH3. Se fai la conf. elettronica esterna di N, ti accorgi che esso puo',
allo stato fondamentale, gia' formare 3 legami, quindi la promozione *non
serve* (e non avviene). Pero' N si ibrida. prova a considerare uno qualsiasi
dei 3 orb. p (puri, non ibridati): essendo tale orb. formato da 2 lobi
uguali e, contenendo 1 elettrone, c'e' la stessa probabilita' di trovare
quell'elettrone in un lobo o nell'altro: e' come se in un lobo fosse
presente (statisticamente, quindi mediamente) *mezzo* elettrone; quando tale
lobo si sovrapponesse con l'orb. s di H (che contiene un el. intero)
l'ammontare di tale sovrapposizione (pur essendo la geometria abbastanza
favorevole) sarebbe scarso proprio per la scarsita' di densita' elettronica
contribuita dal lobo di orb. p. Se, percio', N si ibrida, tendera' a
raggiungere la condizione migliore per tutte le coppie di legame e di non
legame. Cio' si raggiunge con l'ibridazione sp3. Con sp2 si sarebbe
massimizzata la sovrapposizione dei 3 orb. ibridi con i rispettivi orb. s di
H, ma al tempo stesso, la coppia solitaria dovrebbe risiedere in un orb. p
(puro), il che e' una condizione molto piu' sfavorevole (elettroni di non
legame *piu' distanti* dal nucleo!). Capisci da solo che sp e' ancora
peggio.
Da questo esempio, ma potremmo averne considerati altri, capiamo che le
coppie di legame e le coppie solitarie (o di non legame) devono essere
conteggiate ai fini di stabilire il miglior tipo di ibridazione. Da cui la
regola del punto d) iniziale: una volta scritta la struttura di Lewis si
sommano i legami "sigma" e le coppie solitarie; questo numero e' pari a
quello degli orbitali ibridi richiesti; da qui si risale al tipo di
ibridazione. Esempi: se la somma e' 4, occorrono 4 orb. ibridi e dato che
l'unico tipo di ibridazione tra sp, sp2 e sp3 che fornisce 4 orb. ibridi e'
sp3, tale sara' l'ibridazione dell'atomo centrale. Analogamente, se fosse
stata 3, avremmo concluso sp2 e se fosse stata 2, allora sp.
3 - CO2. Questa molecola e' fatta cosi': **O=C=O** (* qui sta per coppia
solitaria). Una premessa che davo per scontata: sappiamo che ogni volta che
c'e' un legame multiplo (doppio o triplo) *uno solo* e' "sigma", l'altro o
gli altri sono "p greco" (e non entrano nella somma di cui sopra). Quindi
per il C abbiamo 2 coppie di legame (o 2 legami) "sigma" e nessuna coppia
solitaria, servono 2 orb. ibridi, ibridazione sp, angolo OCO = 180 gradi,
molecola lineare. Indaghiamo per gli atomi O: 1 coppia di legame (o 1
legame) "sigma" e 2 coppie solitarie, servono in totale 3 orb. ibridi,
ibridazione sp2; la coppia del leg. "sigma" di O, esso stesso, e le sue
coppie solitarie giacciono su un piano; la stessa cosa si puo' dire per la
situazione dell'altro O, ma questo piano e' perpendicolare al primo.
Perche'?
4 - PH3. Dato che P ha config. el. est. analoga a N, potremmo essere tentati
di dire che l'ibridazione di P in PH3 e' la stessa di N in NH3. Siamo
incappati in un'eccezione, giustificata, peraltro. Ricordi che la fase di
promozione ha un costo energetico? OK, anche la fase di ibridazione lo ha,
sebbene minore; se la stabilita' complessiva dei legami che si formano dopo
queste fasi hanno una stabilita' decisamente maggiore del costo energetico
complessivo per promozione + ibridazione, allora queste sono permesse,
viceversa, no.
Qui i leg. P-H sono deboli (poco stabili) e uno dei motivi e' che la
differenza di elettronegativita' tra P e H e' quasi nulla. Tale debolezza
contribuisce seriamente a scoraggiare i P dall'ibridarsi. Per contro, i leg.
N-H sono molto piu' forti, come suggerito anche dalla differenza di
elettronegativita' fra N e H.
5 - SO2. Questa puo' essere scritta **O=S*=O**. S ha 2 leg. "sigma" e 1
coppia solitaria: ibridazione sp2, S e' al centro (all'incirca) di un
triangolo equilatero i cui vertici sono occupati da O, l'altro O e la coppia
solitaria. Per O siamo nella stessa situazione di CO2.
Mancherebbe qualche cenno di VSEPR per completare il quadro, oltre,
ovviamente, altri tipi di ibridazione. Forse, invece, non manca qualche
errore qua' e la' che qualche anima gentile mi vorra' segnalare.
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