Appunti VERIFICATO
Chimica organica I
Università degli Studi di Napoli - Federico II corso di laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche 2022
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Il carbonio, nel IV periodo della tavola periodica, è capace di formare legami covalenti forti, sia singoli che doppi o tripli, dando origine a una grande varietà di composti. I legami covalenti possono essere apolari (differenza elettronegatività < 0.5) o polari (0.5-1.9), con i polari avendo un'asimmetria elettronica. La teoria VB descrive il legame come sovrapposizione di orbitali atomici, determinando la stabilità del legame. L'ibridazione sp3 nel metano porta a quattro legami identici formando un tetraedro regolare. Nel NH3 e H2O, le coppie solitarie influiscono sull'angolo di legame riducendone l'ampiezza rispetto al tetraedrico ideale.
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- Caratteristiche del carbonio: capace di formare legami covalenti forti, particolarmente con se stesso e l'idrogeno, dando origine a vari tipi di composti (singoli, doppi, tripli) e strutture complesse.
- Legame covalente: classificato come apolare o polare in base alla differenza di elettronegatività tra gli atomi che condividono gli elettroni; la teoria di Lewis descrive il legame attraverso strutture di Lewis, che mostrano coppie solitarie di elettroni e cariche formali.
- Formule di risonanza: utilizzate per descrivere molecole con elettroni delocalizzati su più atomi; rappresentano diverse distribuzioni di elettroni che approssimano la struttura reale della molecola.
- Tecniche quantistiche (VB, OM): la teoria VB integra il modello di Lewis con la meccanica quantistica per descrivere i legami covalenti; l'OM combina la tendenza degli atomi a completare l'ottetto condividendo elettroni con le loro proprietà ondulatorie.
- Orbitali di frontiera: HOMO (orbitale di energia più alta occupato) e LUMO (orbitale di energia più bassa vuoto) sono cruciali per capire la reattività delle molecole; interazioni tra questi orbitali possono determinare le reazioni chimiche.
- Ibridazione sp3: il carbonio in metano si ibrida sp3, formando quattro legami covalenti identici; gli orbitali sp3 sono misti e puntano verso i vertici di un tetraedro regolare.
- Legami dell'ammoniaca e dello iono ammonio: l'azoto forma tre legami covalenti con una coppia solitaria, mentre l'acqua ha due legami covalenti e due coppie solitarie; la presenza di coppie solitarie influenza l'angolo di legame.
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