Come determinare la struttura di una molecola

Tramite: O2O 29/01/2018
Difficoltà: media
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Introduzione

Uno dei primi argomenti trattati in chimica è la molecola. Essa costituisce la parte più piccola di una sostanza in grado di conservarne la composizione chimica. È formata dall' aggregazione di atomi uguali o diversi fra loro. A seconda dei legami tra i vari atomi, si "compongono" i diversi elementi. Vediamo due esempi basilari: il ferro è un elemento composto da atomi uguali, invece l' acqua, la cui formula è H2O, è formata da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno. Una volta chiarito che cos' è, vediamo come determinare la struttura di una molecola, attraverso due diversi metodi, quello legato alla teoria di Lewis e il metodo VSEPR.

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Occorrente
  • Libro di chimica
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La teoria di Lewis

Un metodo abbastanza semplice per determinare la struttura della molecola è data dalla struttura di Lewis. Con essa si mettono in evidenza le proprietà elettroniche dell' atomo. La struttura consta nel centro del simbolo centrale contornato nel guscio esterno dei suoi elettroni. Vediamo con un esempio pratico. Consideriamo l' acido solforico: H2SO4. Il primo passo è calcolare gli elettroni di valenza:
H= 1x2=2
S= 6 (facente parte del sesto gruppo)
O= 6x4=24
2+6+24=32 elettroni. Siccome a noi occorrono le coppie di elettroni: 32÷2=16.

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Applicazione metodo Lewis

Una volta calcolato il numero delle coppie di elettroni possiamo procedere con la struttura. Supponete di avere una croce. L' atomo centrale è S. Ad esso sono legati gli atomi di ossigeno e successivamente gli atomi di idrogeno, che sono atomi e periferici. Uniamo i vari elementi con delle linee. Le linee rappresentano le coppie di elettroni. Ora non ci resta che disegnare le altre 10 coppie elettroniche, In modo tale che ogni atomo si riempia con la regola dell'ottetto.

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Il metodo VSEPR

Quando si parla di determinazione della struttura della molecola si fa riferimento alla teoria della repulsione delle coppie elettroniche nel guscio di valenza, più nota con l' acronimo VSEPR. Con essa si rappresenta la geometria tridimensionale di una molecola. Alla base di tale teoria c'è che ogni atomo contiene coppie elettroniche con carica negativa che si respingono. Inoltre esse tendono a disporsi in modo tale da massimizzare tra di loro lo spazio. Le coppie di elettroni si dispongono nelle parti opposte minimizzando la repulsione.

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Applicazione pratica

Supponiamo di avere 2 molecole di H. Secondo la geometria del metodo VSEPR avremo una sola coppia di legami: H - H. Vediamo un altro esempio pratico con il borano: BH3. B ha numero di elettroni pari a tre. L' idrogeno H ha numero di elettroni = 1 quindi 1 x 3 = 3. Facendo una rappresentazione grafica avremo tre coppie di legami. In tal caso si parla di geometria trigonale planare in cui vi è una rappresentazione triangolare i cui angoli sono tutti di 120 gradi.

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Consigli
Non dimenticare mai:
  • Iniziate con il determinare la struttura di atomi più semplici per poi arrivare a quelli più complessi
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