Simone ha scritto:
Salve professoressa, ……
non riesco proprio a capire un concetto. Si tratta della molecola SO2; ricordo che il professore chiese di determinare struttura di Lewis, espansione dell'ottetto, orbitali ibridi, forme di risonanza. In particolare non riesco a capire le forme di risonanza: perché lo zolfo non raggiunge l'ottetto? Come mi devo comportare?
Grazie e buona giornata.
Questa è la risposta:
La condivisione dei doppietti elettronici e la regola dell’ottetto costituiscono i punti cardine della teoria di Lewis, grazie a cui possiamo spiegare la formazione del legame tra gli atomi di una molecola. Con questa sola teoria, però, non è possibile dare una spiegazione di tutti i dati ricavati sperimentalmente, come la forma delle molecole o le uguali lunghezze dei legami determinate in alcune molecole o ioni poliatomici.
Nel caso della molecola SO2, per esempio, sappiamo che l’angolo di legame O-S-O è di 119° e che la lunghezza dei due legami S-O è uguale. Mentre l’ampiezza dell’angolo di legame può essere spiegata in termini di teoria degli orbitali ibridi, l’uguale lunghezza dei legami S-O può invece essere spiegata ricorrendo al concetto di risonanza.
La struttura che si ricava applicando la teoria di Lewis alla molecola SO2 (senza espansione dell’ottetto dello zolfo) è
O :: S : O cioè O = S - O
In tale struttura, in cui, per semplicità, evidenzio soltanto gli elettroni di legame, lo zolfo è comunque circondato da otto elettroni; sono infatti 6 gli elettroni coinvolti nei tre legami covalenti, e 2 gli elettroni del doppietto di non legame che dovrebbe essere disegnato sull'atomo di zolfo. Anche gli atomi di ossigeno hanno intorno 8 elettroni: quello a sinistra ha 4 elettroni di legame e due coppie di non legame, quello a destra ha una coppia di legame e tre di non legame.
Secondo tale struttura un atomo di ossigeno è legato da un legame semplice e l’altro da un legame doppio. Poiché sappiamo che un legame doppio è più corto di uno semplice, i due legami dovrebbero avere diversa lunghezza. Poiché le misure sperimentali stabiliscono che i due legami S¾O sono identici e che la loro lunghezza è circa a metà tra quella di un legame semplice e quella di un legame doppio, la formula di struttura appena disegnata non rappresenta in modo adeguato la realtà; i due atomi di ossigeno sono infatti equivalenti e non è logico pensare che i loro elettroni si comportino diversamente verso l’atomo di zolfo.
È per risolvere questa incongruenza che si ricorre al concetto di risonanza. Esso comporta che la struttura di una molecola venga descritta da più formule, ognuna delle quali è detta forma limite, fra le quali si dice che “risuona” la reale struttura molecolare; ogni forma limite si ottiene dall’altra ridistribuendo tra gli atomi legati le coppie di elettroni di valenza.
Applicando il concetto di risonanza alla molecola SO2, si giunge a rappresentarla con due diverse forme limite che si differenziano soltanto per la posizione del doppio legame:
O = S – O ↔ O – S = O
Questa rappresentazione mette in risalto il fatto che la distribuzione elettronica tra l’atomo di zolfo e i due atomi di ossigeno deve essere la stessa e che la molecola reale è un ibrido, a cui si dà il nome di ibrido di risonanza, derivato dal contributo di entrambe le forme limite. In altre parole, i tre doppietti elettronici di legame non sono confinati due da una parte e uno dall’altra, ma sono equamente distribuiti intorno agli atomi di ossigeno; per questo motivo diciamo che gli elettroni di legame sono delocalizzati.
La freccia a due punte che collega le forme limite sta ad indicare che alla struttura della molecola contribuiscono entrambe le formule, ma nessuna delle due è adatta, da sola, a rappresentare la vera struttura della molecola. Il movimento degli elettroni per passare da una forma limite all’altra viene rappresentato utilizzando frecce curve.
Gli unici movimenti elettronici consentiti sono i seguenti:
- da doppietto solitario a legame adiacente per formare un legame multiplo (doppio o triplo), o viceversa;
- da legame multiplo a legame adiacente per spostare elettroni π.
In conclusione, il motivo per cui si ricorre alle forme limite di risonanza è di dare, della molecola, una rappresentazione simbolica più corretta, cioè più coerente con i dati sperimentali, rispetto a quella di Lewis; ciascuna forma limite deve tuttavia essere scritta rispettando i criteri propri della teoria di Lewis.
Salvo
24 novembre 2023 alle 10:02
Come cazzo fate i libri, sono sempre sbagliati dice il mio prof
aa
27 novembre 2023 alle 18:09
io come salvo