Obiettivi di apprendimento
- Definire un legame covalente singolo.
- Disegnare le strutture a punti di Lewis di molecole contenenti legami covalenti singoli.
Cosa tiene insieme le molecole?
In una forma o nell’altra, l’idea degli atomi che si collegano per formare sostanze più grandi è stata con noi per molto tempo. Il filosofo greco Democrito (460-370 a.C.) credeva che gli atomi avessero dei ganci che permettevano agli atomi di collegarsi tra loro.
Oggi crediamo che gli atomi siano tenuti insieme da legami formati quando due atomi condividono un insieme di elettroni, un quadro molto più complicato dei semplici ganci che Democrito preferiva.
Un legame covalente si forma quando due orbitali con un elettrone ciascuno si sovrappongono l’un l’altro. Per la molecola di idrogeno, questo può essere mostrato come:
Al momento della formazione della molecola H2, gli elettroni condivisi devono avere spin opposti, quindi sono mostrati con spin opposti nell’orbitale atomico 1 s.
Anche gli alogeni formano legami covalenti singoli nelle loro molecole biatomiche. Un atomo di qualsiasi alogeno, come il fluoro, ha sette elettroni di valenza. Il suo elettrone spaiato si trova nell’orbitale 2p.
I singoli elettroni nel terzo orbitale 2 p si combinano per formare il legame covalente:
La molecola biatomica di fluoro (F2) contiene una singola coppia di elettroni condivisa. Ogni atomo di F ha anche tre coppie di elettroni che non sono condivisi con l’altro atomo. Una coppia solitaria è una coppia di elettroni in una struttura di Lewis che non è condivisa tra gli atomi. L’atomo di ossigeno nella molecola d’acqua mostrata qui sotto ha due coppie solitarie di elettroni. Ogni atomo di F ha tre coppie solitarie. Combinato con i due elettroni nel legame covalente, ogni atomo di F segue la regola dell’ottetto.
Problema di esempio: strutture a punti di Lewis
Disegna la struttura a punti di Lewis per l’acqua.
Passo 1: Elencare le quantità note e pianificare il problema
Conosciute
- formula molecolare dell’acqua = H 2 O
- 1 atomo di O = 6 elettroni di valenza
- 2 atomi di H = 2 × 1 = 2 elettroni di valenza
- numero totale di elettroni di valenza = 8
Utilizza la tavola periodica per determinare il numero di elettroni di valenza per ogni atomo e il numero totale di elettroni di valenza. Disponi gli atomi e distribuisci gli elettroni in modo che ogni atomo segua la regola dell’ottetto. L’atomo di ossigeno avrà 8 elettroni, mentre gli atomi di idrogeno ne avranno 2 ciascuno.
Passo 2: Risolvere
I diagrammi a punti degli elettroni per ogni atomo sono:
Ogni atomo di idrogeno con il suo singolo elettrone formerà un legame covalente con l’atomo di ossigeno dove ha un singolo elettrone. La struttura a punti di Lewis risultante è:
Passo 3: Pensa al tuo risultato.
L’atomo di ossigeno segue la regola dell’ottetto con due coppie di elettroni di legame e due coppie solitarie. Ogni atomo di idrogeno segue la regola dell’ottetto con una coppia di elettroni di legame.
Sommario
- I legami covalenti si formano quando gli elettroni di due atomi formano orbitali sovrapposti.
- Lone pair electrons in an atom are not shared with another atom.
Practice
Read the article and practice drawing Lewis structures for some of the single covalent bond compounds listed at the end.
http://www2.fiu.edu/~landrumj/LewisStructures.pdf
Review
- How does a covalent bond form?
- What do the spins of the shared electrons need to be?
- Do lone pair electrons form covalent bonds?
Glossary
- lone pair: A pair of electrons in a Lewis electron-dot structure that is not shared between atoms.