tecologia materiali

1. ITI 2011
Tecnologia dei materiali
Lezione 3.4

2. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 2
“Regola dell'ottetto"
 Gli atomi tendono a acquistare o cedere
elettroni in modo da riempire ogni singolo
orbitale con due elettroni con rotazioni
opposte (spin) cercando di raggiungere la
configurazione elettronica del gas nobile più
vicino.
http://www.cosediscienza.it/chimica/16_legame%20chimico.htm

3. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 3
Legami atomici
 Forti → di condivisione di elettroni
 Ionico
 Covalente
 Metallico
 Deboli → senza condivisione di elettroni
 Dipoli Permanenti
 Dipoli Fluttuanti

4. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 4
Legame Ionico
 Si formano tra elementi con elettronegatività molto
differente
 L’elemento più elettronegativo “ruba” uno o più
elettroni all’elemento meno elettronegativo
 Si ha la formazione di ioni (particelle cariche
elettricamente)
 Anione = ione negativo
 Catione = ione positivo
 Le forze elettrostatiche uniscono gli atomi

5. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 5
Cloruro di sodio
Passaggio di un
elettrone dal Na al Cl
Formazione di forze
elettriche interatomiche
1s2
2s2
3s0
2p6
1s2
2s2
3s2
2p6
3p5
e-
3p5+1
3s1
Sodio
Cloro

6. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 6
Legame ionico
 Caratteristiche
 Non è direzionale
 Necessita un bilanciamento di
cariche
 Forma strutture cristalline

7. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 7
Legami covalenti
 Si formano tra elementi con elettronegatività
molto simile
 Due atomi mettono in comune uno o più
elettroni più esterni

8. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 8
L’atomo di idrogeno H
 Il nucleo contiene un
solo protone carico
positivamente
 Possiede un orbitale
sferico (1S) con un solo
elettrone carico
negativamente
 L’atomo non è stabile

9. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 9
La molecola di idrogeno H2
 Contiene due atomi di
idrogeno
 Gli atomi accomunano
gli elettroni formando
un legame covalente
stabile
Formazione del legame

10. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 10
Legame covalenti
 Altri legami covalenti tra molecole uguali sono quelli del fluoro,
ossigeno e azoto
semplice
doppio
triplo

11. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 11
F2
O2
N2
NeTutte le molecole tendono alla
configurazione elettronica del Neon
Verso il NEON

12. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 12
Il carbonio z=6
 Ha una configurazione del tipo:1s22s22p2
 Due orbitali completamente pieni
 Un orbitale p riempito da due elettroni
 Dovrebbe produrre due legami covalenti

13. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 13
Ibridazione
 Il carbonio forma normalmente 4 legami
covalenti …Come?
 Trasforma gli orbitali di secondo livello (s
e p) in un orbitale ibrido sp con 4 posizioni
libere
2sp4
2s2
2p2

14. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 14
DIAMANTE
IDROCARBURO/POLIMERO

15. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 15
Legami covalenti
 Caratteristiche
 E’ fortemente direzionale
 Non necessita un bilanciamento di cariche
 Forma strutture lineari o ramificate

16. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 16
Legame Metallico
 Si formano tra elementi metallici di transizione e con
elettronegatività molto simile
 Nella struttura cristallina gli elementi mettono in
comune uno o più elettroni più esterni
 Gli elettroni non sono associati ad un nucleo
particolare
 Gli elettroni si possono muovere liberamente
all’interno della struttura atomica cristallina

17. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 17
Legame Metallico

18. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 18
Legame Metallico
 Caratteristiche
 Non è direzionale
 Non necessita un bilanciamento di cariche

19. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 19
Legami dipolo
 Sono dovuti a una separazione di carica in un
legame covalente tra due atomi con “forze”
differenti e molecole asimmetriche. (dipoli
permanenti)
 Sono dovute a sbilanciamenti momentanei della
carica tipici dei gas nobili (dipolo Fluttuanti)

20. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 20
Legame idrogeno
 Il legame idrogeno è un caso particolare dell'interazione
permanente dipolo-dipolo tra molecole polari.
 Il legame idrogeno si ha quando un legame polare contenente un
atomo di idrogeno, come O-H oppure N-H, interagisce con gli
atomi elettronegativi O, N, F o CI.

21. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 21
Gas Nobili
 Dipoli fluottanti

22. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 22
Confronto tra legami
Materiale
cristallino
Tipo di legame Energia di legame
[kJ/mole]
Punto di fusione
[°C]
LiCl Ionico 829 613°
CaO Ionico 3583 2580°
SiO2 Covalente 180 1700°
Diamante (C) Covalente 352 3500°
K Metallico 89.6 63°
Fe Metallico 418 1535°
H2O ~ H2O Idrogeno 29 0°
CO2 ~ CO2 Nessuno ~0 -56°
Cl2 Dipolo fluottante -248
H2 Nessuno ~0 -259

23. 21/07/2020 ITI Malignani 2000 23
Links
 http://www.cosediscienza.it/chimica.htm
 http://www.minerva.unito.it/Informazione/DidatticaFisici/Index.htm
 http://it.wikipedia.org/wiki/Orbitale
 http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_orbital