Chimica per Non Major

Quale immagine è reale?

Guardiamo l’immagine qui sopra e pensiamo che stiamo guardando l’immagine di una stanza riflessa in uno specchio (e probabilmente lo siamo). Ma possiamo ritagliare l’immagine in modo tale da dare l’impressione che stiamo guardando la stanza reale attraverso una porta., Vedremmo la stessa cosa e riceveremmo le stesse informazioni, ma sarebbe da una prospettiva diversa. Ci sono molecole che possono essere rappresentate in modi diversi e la realtà diventa una questione di interpretazione.

Risonanza

Ci sono alcuni casi in cui più di una struttura di Lewis vitale può essere disegnata per una molecola. Un esempio è la molecola di ozono (O 3) nella Figura 1 qui sotto. Ci sono un totale di 18 elettroni nella struttura e quindi sono possibili le seguenti due strutture.

Figura 1., Forme di risonanza dell’ozono.

La struttura a sinistra (vedi Figura 1 sopra) può essere convertita nella struttura a destra da uno spostamento di elettroni senza alterare le posizioni degli atomi.

Una volta si pensava che la struttura di una molecola come O 3 consistesse in un singolo legame e un doppio legame che poi si spostava avanti e indietro come mostrato sopra. Tuttavia, ulteriori studi hanno dimostrato che i due legami sono identici. Qualsiasi doppio legame covalente tra due atomi dati è in genere più breve di un singolo legame covalente., Studi sull’O 3 e altre molecole simili hanno mostrato che i legami erano identici in lunghezza. È interessante notare che la lunghezza del legame è tra le lunghezze previste per un singolo legame O-O e un doppio legame.

La risonanza è l’uso di due o più strutture di Lewis per rappresentare il legame covalente in una molecola. Una delle strutture valide è indicata come una struttura di risonanza. Ora si è capito che la vera struttura di una molecola che mostra la risonanza è quella di una media o di un ibrido di tutte le strutture di risonanza., Nel caso della molecola O 3, ciascuno dei legami covalenti tra gli atomi O è meglio pensato come legami “uno e mezzo”, al contrario di un singolo legame puro o di un doppio legame puro. Questo “mezzo legame” può essere mostrato come una linea tratteggiata sia nella struttura di Lewis che nel modello molecolare (vedi Figura 2 sotto).

Figura 2. Modello “Half-bond” della molecola di ozono.

Molti ioni poliatomici mostrano anche la risonanza., In alcuni casi, la vera struttura può essere una media di tre strutture di risonanza valide, come nel caso dello ion nitrato, n.3 − (vedi Figura 3 sotto).

Figura 3. Struttura di risonanza dell’anione nitrato.

Le lunghezze di legame tra l’atomo N centrale e ogni atomo O sono identiche e i legami possono essere approssimati come uguali a uno e un terzo dei legami.

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