Configurazione elettronica di molecole eteronucleari: una panoramica dettagliata
La configurazione elettronica di molecole eteronucleari biatomiche può essere realizzata seguendo il medesimo procedimento adottato per le molecole omonucleari. Tuttavia, è importante tenere presente che esistono condizioni vincolanti per la combinazione di due orbitali atomici appartenenti a atomi diversi. Queste condizioni sono: energie simili dei due orbitali atomici e simmetria geometrica che consenta la sovrapposizione.
Nel caso di molecole eteronucleari, la differenza di elettronegatività tra i due atomi porta alla presenza di un dipolo elettrico. Questo è causato dal fatto che gli elettroni tendono a distribuirsi nelle vicinanze dell’atomo più elettronegativo, formando così un legame covalente polare.
Una volta soddisfatte le condizioni sopra menzionate, si procede alla costruzione della configurazione elettronica della molecola, riempiendo gli orbitali molecolari con tutti gli elettroni disponibili a partire da quello a minore energia. Durante questo processo, è importante considerare il Principio di esclusione di Pauli (massimo due elettroni con spin antiparallelo in ciascun orbitale molecolare) e la Regola di Hund (completare prima il mezzo riempimento degli orbitali molecolari aventi la stessa energia).
Esempi di molecole eteronucleari
*Molecola di CO (Monossido di carbonio)*:
La molecola CO è costituita da un atomo di carbonio (Z = 6) e un atomo di ossigeno (Z = 8). Poiché entrambi gli atomi appartengono allo stesso periodo, le energie dei rispettivi orbitali atomici sono simili. Pertanto, la configurazione elettronica della molecola è simile a quella della molecola di N2, con un ordine di legame triplo, uno di tipo σ e due di tipo π.
*Acido Fluoridrico (HF)*:
La molecola di HF è composta da un atomo di idrogeno (Z = 1) e un atomo di fluoro (Z = 9). Poiché i due atomi non appartengono allo stesso periodo, le energie degli orbitali atomici sono diverse. Tuttavia, è possibile la combinazione dell’orbitale 1s dell’idrogeno con uno dei tre orbitali 2p del fluoro, formando due orbitali molecolari a simmetria sigma di cui uno legante σ2px e l’altro antilegante σ*2px.
In entrambi gli esempi, il numero totale di elettroni è distribuito secondo le regole della teoria degli orbitali molecolari, determinando l’ordine di legame e la natura del legame chimico tra gli atomi.
Questi esempi illustrano come la configurazione elettronica delle molecole eteronucleari sia influenzata dalle proprietà elettroniche dei singoli atomi e dalla loro interazione reciproca.