Aula di Scienze

Aula di Scienze

Persone, storie e dati per capire il mondo

Speciali di Scienze
Materie
Biologia
Chimica
Fisica
Matematica
Scienze della Terra
Tecnologia
I blog
Sezioni
Come te lo spiego
Science News
Podcast
Interviste
Video
Animazioni
L'esperto di matematica
L'esperto di fisica
L'esperto di chimica
Chi siamo
Cerca
L'esperto di chimica

Le forme limite della molecola di SO2

Simone non riesce a capire le forme limite di risonanza della molecola di SO2.
leggi
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.  
chimica SO2 risonanza
2 Commenti
S

Salvo

24 novembre 2023 alle 10:02

Come cazzo fate i libri, sono sempre sbagliati dice il mio prof

a

aa

27 novembre 2023 alle 18:09

io come salvo

Devi completare il CAPTCHA per poter pubblicare il tuo commento