tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi -...
Transcript of tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi -...
![Page 1: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/1.jpg)
tipi di legame nei solidi:covalente e ionico
il legame è dovuto all’energia di attrazionecoulombiana di origine elettronica:
C
CC
CC
σσ
legami sp3 delcarbonio nel diamante
- legame ionico: derivadall’attrazione coulombiana fra
ioni → elettroni localizzati invicinanza degli ioni, simmetria
sferica intorno agli ioni, energia dilegame abbastanza alta,solido
indeformabile ma fragile, isolante
- legame covalente: di norma localizzatolungo la direzione interatomica (legame σ)
→ alta energia di legame,solido molto duro, indeformabile, isolante
cristallo di Na Cl
ClNa
Na
Cl
Cl
Na
Na
![Page 2: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/2.jpg)
legame idrogeno elegame di van der Waals
legami idrogeno dellamolecola H2O nel ghiaccio
- legami ponte-idrogeno: formatida molecole polari con uno o più
atomi di idrogeno → l’idrogenoionizzato, con le sue piccole dimensioni
fa da “ponte” fra due ioni O
O
H
O
O
H
H
O
H
- legame molecolare o di van derWaals: deriva dall’attrazione
coulombiana fra dipoli creati perfluttuazione della “nuvola
elettronica” → energia di legamemolto debole, si forma solo a bassa
T, tipico di gas nobili
E ≈ 3 meV→ T=E/kB
T≈ 3·10-3/10-4
≈ 30 K
![Page 3: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/3.jpg)
legame metallico elegami ibridi
- legame metallico: dovuto alla“nuvola di elettroni quasi liberi”→simmetria sferica intorno agli ioni
(sfere impacchettate), energie di legamemodeste, elettroni delocalizzati, solidi
duttili, buoni conduttori
struttura a sfere “impacchettate”tipica di molti metalli
- legame ibridi:compresenza di
legami di tipo diverso
cristallo di grafite: legamicovalenti σ -sp2 nel piano,
legami metallici π fra i piani
C
C
CC
C
C C
![Page 4: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/4.jpg)
1 eV/at≈ 6 ·1023 eV/mol
≈105 J/mol≈ 25 kcal/mol
energie dicoesione
deglielementi
![Page 5: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/5.jpg)
1 eV/at≈ 6 ·1023 eV/mol
≈105 J/mol≈ 25 kcal/mol
energie dicoesione disolidi ionici
*** calcolato con il modello diMadelung:- fra “primi vicini” attrazionecoulombiana con repulsione apiccole distanza;- fra “secondi vicini” repulsionecoulombiana;- fra “terzi vicini” attrazionecoulombiana; ...
![Page 6: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/6.jpg)
reticolo: sequenza periodica di punti nello spazio che lo riempie senza lasciare dei vuoti
reticoli e strutture cristallini
cnbmalRrrrr
++=con l, m, n numeri interi
ar
br
cr
Rr
Rr
Rr
→ vettore del “reticolo diretto”
l=2m=4n=1
![Page 7: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/7.jpg)
i 14 reticoli di Bravais
![Page 8: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/8.jpg)
reticolo e basebase: gruppo di atomi che siripete con la sequenzaperiodica del reticolo
può essere: monoatomica→ metalli
biatomica → diamante, Na Cl
ClNa
NaCl
Na
Na
ClNa
ClNa
C
C
C
C
C
C
![Page 9: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/9.jpg)
reticolo, base estruttura
cristallinabasepoliatomicadell’YBCO
yttrio
bario
rame
ossigeno
cella
reticolo+
base=
struttura
![Page 10: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/10.jpg)
difetti reticolari
vacanza
dislocazione
impuritàsostitutiva
impuritàinterstiziale
atomointerstiziale
![Page 11: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/11.jpg)
diffrazione di raggi X da un reticolo
θ
condizione di Bragg:la differenza di
cammino fra i dueraggi deve essere
multipla di λ2d sinθ = n λ
![Page 12: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/12.jpg)
diffrazione di raggi X da un reticolo
λnRkRk =⋅−⋅rr
'ˆˆ
nknRkk p2)'( ==⋅− λrrr
Gnkkrrr
=− '
“vettore del reticolo reciproco”RR
G ˆp2=
r
altro modo di calcolare ladifferenza di cammino
![Page 13: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/13.jpg)
il “reticolo reciproco”
vettore del“reticolo reciproco”
RR
G ˆp2=
r
kr
'kr
'kr
−
Gra
r
br
cr
R
con R=distanza fra i pianiR
Gp2
=r
modulo: direzione:
perpendicolare al piano
caG ˆˆˆ ×=
Gkkr
hrr
h =− )'(
impulso trasferito al reticolo:il reticolo può assorbiretrasferimenti di quantità dimoto solo in multipli interi diuno dei suoi vettori G
r
![Page 14: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/14.jpg)
diffrattometri
cristallo singolo
polveri
![Page 15: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/15.jpg)
raggi X e“reticolo reciproco” -G11
-G102θ10
2θ11
granelli dipolvere ruotati
G11
d11
G11
d10
G10 k-G10
k’
2θ10
massimo Gesplorabile =2k
G11 = √ 2 G10
![Page 16: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/16.jpg)
diffrazione di Laue
![Page 17: tipi di legame nei solidi: covalente e ionico legami sp3 ... · legame metallico e legami ibridi - legame metallico: dovuto alla “nuvola di elettroni quasi liberi”fi simmetria](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022114/5c68904509d3f29b758bb7e1/html5/thumbnails/17.jpg)
spettro di diffrazione