Appunti di chimica: la teoria degli orbitali molecolari

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Nel campo della chimica, la teoria degli orbitali molecolari permette di stabilire i legami che intercorrono tra le molecole e di determinarne la struttura molecolare. E’ bene ricordare che, nella meccanica quantistica, esistono due diversi principi per individuare la relazione tra le molecole: la teoria degli orbitali molecolari, che considera le molecole anche nel loro stato di eccitazione ed abbina gli orbitali molecolari di ciascun atomo, così da essere trasformati in altrettanti orbitali molecolari. Tramite questo tutorial, vi illustreremo gli aspetti principali di questo principio. Leggete attentamente i passi della guida e, se volete, prendete appunti: vedrete che il concetto sarà molto più semplice di ciò che credete!

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Occorrente

  • Un buon libro di chimica
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L’aspetto fondamentale ed innovativo della teoria degli orbitali molecolari consiste nel considerare il legame tra atomi come l’interazione non solo degli elettroni di valenza, ma di tutti gli elettroni dei vari atomi che formano la molecola. Quindi, questa nuova concezione non vede più elettroni appartenenti ai singoli atomi, ma distribuiti ordinatamente all’interno della molecola, secondo determinati livelli energetici, definiti appunto orbitali molecolari e centrati intorno a tutti i nuclei che costituiscono la molecola stessa.

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Se addizionate o sottraete gli orbitali atomici che presentano la stessa energia (ad es., l’orbitale 1s di un atomo con 1s dell’altro atomo) o il medesimo orientamento nello spazio, otterrete due funzioni d’onda (ψ), che vi condurranno rispettivamente agli orbitali leganti (con densità elettronica non nulla tra i due nuclei) ed antileganti (con densità elettronica nulla tra i due nuclei). Questa due funzioni vi forniranno non solo il livello di energia di questi orbitali molecolari ma, mediante la loro elevazione al quadrato, determineranno anche la posizione spaziale dell’elettrone. E’ importante ricordare che l’energia dei leganti è sempre inferiore a quella degli orbitali atomici da cui derivano, a differenza degli antileganti, in cui l’energia è superiore.

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E’ possibile individuare con la massima probabilità la zona in cui è stanziato l’elettrone, applicando l’equazione di Schrödinger, il cui principio afferma che la possibilità di rintracciare un elettrone in un determinato punto dello spazio è direttamente connessa al valore assunto dalla funzione d’onda (ψ) in quel determinato punto, elevato al quadrato. Supponete di avere due atomi uguali, isolati, ma posti ad una intervallo tale da poter interagire tra loro: potete studiare la formazione della molecola, tramite la combinazione lineare degli orbitali atomici, che segue regole precise.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Studiate con regolarità ed acquisite una buona preparazione

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