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Appunti di chimica organica
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Il documento descrive la struttura dell'atomo, la configurazione elettronica e la regola dell'ottetto, con i tipi di legame chimico, la polarità, la carica formale e la geometria molecolare secondo il modello VSEPR. Tratta poi la risonanza, l'ibridazione sp3, sp2 e sp e i principali gruppi funzionali organici. Seguono le definizioni di acido e base di Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis, con i fattori che ne determinano la forza, e infine alcani e cicloalcani con nomenclatura e conformazioni.
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- L'atomo è formato da un nucleo di protoni e neutroni, mentre gli elettroni sono distribuiti in gusci, sottogusci e orbitali, e la loro disposizione segue i principi di Aufbau, di esclusione di Pauli e di massima molteplicità di Hund.
- Gli elettroni di valenza determinano la formazione dei legami, descritti con le strutture di Lewis e con la regola dell'ottetto, che spiega la tendenza degli atomi a diventare anioni o cationi con la configurazione del gas nobile più vicino.
- I legami chimici si distinguono in ionici, covalenti apolari e covalenti polari in base alla differenza di elettronegatività, e la polarità si riflette nel momento dipolare, nella carica formale e nella geometria delle molecole secondo il modello VSEPR.
- Per molecole e ioni che non si rappresentano con una sola struttura si ricorre alla risonanza, mentre la formazione dei legami covalenti è spiegata dalla sovrapposizione di orbitali atomici e dall'ibridazione sp3, sp2 e sp, che determina gli angoli di legame del carbonio.
- I composti organici sono classificati per gruppi funzionali, come alcoli, ammine, aldeidi, chetoni e acidi carbossilici, che determinano le reazioni e le proprietà fisiche delle molecole.
- Le definizioni di acido e base secondo Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis, con le coppie coniugate e la classificazione in acidi forti e deboli, vengono approfondite insieme ai fattori che ne determinano la forza, come elemento, effetti induttivi, risonanza e ibridazione, e alle nozioni di elettrofilo e nucleofilo.
- Gli idrocarburi alifatici e aromatici sono presentati con la nomenclatura IUPAC e le conformazioni degli alcani, mentre i cicloalcani vengono descritti considerando tensione angolare e torsionale, con la conformazione a sedia del cicloesano come la più stabile.
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Qual è la differenza tra un legame covalente polare e un legame ionico, e da cosa dipende? Gira la carta
Nel legame covalente polare due atomi condividono una coppia di elettroni, ma la coppia è spostata verso l'atomo più elettronegativo, che acquisisce una carica parziale negativa (δ−), mentre l'altro assume una carica parziale positiva (δ+). Nel legame ionico lo spostamento è così completo che si formano ioni, un catione e un anione, tenuti insieme da attrazione elettrostatica. Il parametro che determina il carattere del legame è la differenza di elettronegatività tra i due atomi.
Che cos'è l'elettronegatività e in che modo determina la polarità di un legame? Gira la carta
L'elettronegatività è la capacità di un atomo di attrarre verso di sé la densità elettronica di un legame chimico. Se i due atomi legati hanno elettronegatività uguale il legame è apolare, con coppia elettronica equamente condivisa. Se la differenza è significativa, la coppia di legame si sposta verso l'atomo più elettronegativo, generando un legame polare.
Quando una molecola si definisce polare? Fornire un esempio di molecola con legami polari ma momento dipolare netto nullo. Gira la carta
Una molecola è polare quando possiede un momento dipolare netto diverso da zero, somma vettoriale dei momenti dei singoli legami. Non basta quindi che i legami siano polari: la geometria molecolare deve anche evitare che i vettori si annullino. L'anidride carbonica, CO2, ha legami C=O polari ma è lineare e simmetrica, quindi il suo momento dipolare netto è nullo e la molecola è apolare.
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Di cosa parla l'insegnamento
Chimica organica e laboratorio · CHIM/06
Gli obiettivi formativi specifici di questo corso sono: i) acquisizione del metodo e del linguaggio scientifico appropriato alla comprensione degli argomenti trattati; ii) comprensione del concetto di legame chimico nei composti organici; iii) comprensione della struttura tridimensionale (stereochimica) dei composti…