Molecole poliatomiche

Il metodo dell'orbitale molecolare utilizzato per le molecole biatomiche rappresenta il punto logico di partenza per la comprensione anche dei sistemi poliatomici. Vi sono due metodi per rappresentare gli orbitali molecolari nelle molecole poliatomiche: Quando gli elettroni nelle molecole poliatomiche non sono localizzati fra due atomi soltanto della molecola poliatomica ma bensì sono delocalizzati su diversi atomi, si utilizza la teoria dell'orbitale molecolare delocalizzato, ma questo metodo è concettualmente diverso dalla rappresentazione di Lewis dove il legame chimico sta solo fra due atomi. Un altro metodo di rappresentare queste molecole complesse è di usare orbitali localizzati fra due atomi, con la teoria dell'orbitale molecolare localizzato. La teoria dell'orbitale molecolare delocalizzato è utile per legami asimmetrici ? come il benzene, dove la struttura di Lewis possiede due o più strutture risonanti. Orbitali molecolari localizzati per BeH2, BH3 e CH4: BeH2: Nella molecola BeH2, per formare orbitali di legame localizzati, bisogna considerare gli orbitali di valenza che nel berillio sono due, questi vanno verso i due idrogeni Ha e Hb. Questo si ottiene pero ibridizzando cioè mescolando gli orbitali 2s e 2p ottenendo così due orbitali ibridi perfettamente uguali spa e spb che vanno rispettivamente verso Ha e Hb. L'orbitale spa si sovrappone all'orbitale 1sa dell'Ha e l'orbitale spb si sovrappone all'orbitale 1sb dell'Hb. Entrambi gli orbitali ibridi localizzati sp hanno per metà carattere di s e per metà carattere di p e sono sufficienti a legare con i due idrogeni per dar luogo alla molecola. BH3: Nella molecola BH3 il boro ha tre orbitali di valenza, e il legame secondo la teoria dell'orbitale molecolare localizzato si ottiene ibridizzando l'orbitale 2s con l'orbitale 2p, ottenendo così tre orbitali ibridi equivalenti sp2, ciascuno di questi orbitali ibridi avrà per 1/3 carattere di s e per 2/3 di p, questi tre orbitali ibridi si sovrappongono rispettivamente a ciascun orbitale 1s dei tre idrogeni, dando luogo ad una molecola planare trigonale. CH4: Nella molecola CH4 invece il carbonio ha ben quattro orbitali di valenza per cui ibridizzando gli orbitali 2s e 2p si ottengono quattro orbitali ibridi equivalenti sp3, dove tutti e quattro hanno per ¼ carattere s e per ¾ carattere p e si legano ai quattro idrogeni. Questa molecola ha forma tetraedrica, e i tre orbitali ibridi sp3 si dicono ibridi tetraedrici. L'idrogeno nei legami a ponte: Nelle molecole viste in precedenza CH4 ha una configurazione a guscio chiuso, a differenza di BeH2 e BH3 che usano i loro orbitali vuoti per formare aggregati molecolari più grandi. Ad esempio l'idruro di berillio (BeH2) è un solido i cui atomi di idrogeno condividono elettroni con gli atomi di berillio della molecola successiva mediante legami a ponte. H H H H H H \ / \ / \ / \ / \ / \ Be Be Be Be Be (Legami a Ponte) / \ / \ / \ / \ / \ / H H H H H H In u