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Il dominio elettronico si riferisce alla regione nello spazio attorno al nucleo di un atomo in cui è più probabile che si trovino gli elettroni di valenza , sia elettroni di legame che elettroni di valenza liberi (non condivisi).
I domini elettronici possono coinvolgere lo spazio in cui si trova un singolo elettrone non condiviso, come nel caso dei radicali liberi; una coppia di elettroni non condivisa; oppure possono anche contenere una o più coppie di elettroni di legame, come nel caso di legami covalenti multipli.
Importanza dei domini elettronici
Conoscere o essere in grado di prevedere la posizione e l’orientamento nello spazio dei domini elettronici è di grande importanza per i chimici. Per cominciare, questo ci permette di conoscere la geometria molecolare , poiché indica dove si trovano gli atomi legati a un atomo centrale. Cioè, conoscere i domini elettronici ci permette di prevedere la forma delle molecole e le posizioni relative dei diversi gruppi o atomi che le compongono.
Oltre a ciò, i domini elettronici consentono anche di prevedere molti aspetti della reattività delle molecole. Ad esempio, conoscere l’orientamento di una coppia solitaria di elettroni aiuta i chimici a capire come reagiscono le basi di Lewis e perché reagiscono con il particolare orientamento con cui reagiscono e non con un altro.
Infine, il numero di domini elettronici di un particolare atomo permette di prevedere o stabilire il tipo di ibridazione che un atomo deve avere in una data molecola. Questo è molto pratico per poter stabilire i tipi di orbitali coinvolti nella formazione dei legami chimici secondo la teoria del legame di valenza.
Secondo questa teoria, i legami si formano sovrapponendo orbitali atomici in cui si trovano gli elettroni di valenza degli atomi legati. I domini elettronici ci permettono di prevedere quale di questi orbitali atomici dovrebbe essere coinvolto.
Strutture di Lewis e teoria della repulsione della coppia di elettroni di valenza (VTRPE)
Come accennato poco fa, è possibile prevedere l’orientamento dei domini elettronici e quindi la geometria molecolare, l’ibridazione e persino la reattività di una molecola allo stesso tempo. Questa previsione si basa su due aspetti fondamentali della struttura molecolare:
- La struttura di Lewis.
- La teoria della repulsione delle coppie di elettroni di valenza (TRPEV).
Strutture di Lewis
La struttura di Lewis è una rappresentazione grafica degli atomi che compongono una molecola insieme a tutti i loro elettroni di valenza. Secondo la teoria proposta da Lewis, gli atomi si combinano circondandosi di otto elettroni e acquistano così la configurazione elettronica del guscio di valenza dei gas nobili (comunemente detta regola dell’ottetto). Questo rappresenta una delle basi più importanti per prevedere come gli elettroni sono condivisi in una molecola. Inoltre, ci consente di prevedere quali atomi sono legati tra loro e da quali tipi di legami.
La struttura di Lewis consente di determinare direttamente quanti domini elettronici ha ciascun atomo in una molecola. Ad esempio, nella molecola dell’acqua, la struttura di Lewis ha un atomo di ossigeno centrale circondato da due atomi di idrogeno ed è legata ad essi mediante legami covalenti singoli.
Inoltre, ha due coppie di elettroni liberi non condivisi, quindi, in totale, ha 4 domini elettronici.
La teoria della repulsione delle coppie di elettroni di valenza (TRPEV)
Sebbene la struttura di Lewis ci dica quanti domini elettronici ha un atomo in una molecola, non ci dice come sono orientati nello spazio. Per questo ci affidiamo al TRPEV.
Questa è una teoria molto semplice da capire. Afferma che, a causa della repulsione generata dalle loro cariche uguali, gli elettroni di valenza cercheranno sempre di allontanarsi il più possibile l’uno dall’altro. Per questo motivo, in un atomo che ha solo due domini elettronici, essi saranno orientati in modo tale da puntare in direzioni opposte, formando un angolo di 180°. Se entrambi i domini corrispondono agli elettroni di legame, questo darà origine a una molecola lineare.
La tabella seguente riassume i modi in cui i diversi numeri di domini elettronici sono distribuiti attorno all’atomo centrale, nonché la rispettiva ibridazione e le diverse geometrie molecolari in base al numero di domini di legame.
| Numero di domini elettronici | Distribuzione | Ibridazione | formula generica | geometria molecolare | Esempio |
| 1 | – | – | AE | – | Io ho |
| 2 | Lineare (180°) | sp | AE 2 | – | – |
| 2 | Lineare (180°) | sp | ASCIA | Lineare | CO |
| 2 | Lineare (180°) | sp | ASSE 2 | Lineare | CO2 _ |
| 3 | piano trigonale | sp 2 | EA 3 | – | |
| 3 | piano trigonale | sp 2 | ASSE 2 | Lineare | |
| 3 | piano trigonale | sp 2 | ASSE 2 E | Angolare (<120°) | |
| 3 | piano trigonale | sp 2 | ASCIA 3 | Piano trigonale (120°) | CO 3 2- |
| 4 | tetraedrico | sp 3 | AE 4 | – | – |
| 4 | tetraedrico | sp 3 | ASCIA 3 | Lineare | HCl |
| 4 | tetraedrico | sp 3 | AS 2 E 2 | Angolare (<109,5°) | H2O _ _ |
| 4 | tetraedrico | sp 3 | ASCIA 3E _ | Piramidale trigonale (<109,5°) | NH3 _ |
| 4 | tetraedrico | sp 3 | ASCIA 4 | tetraedrico (109,5°) | CAP 4 |
| 5 | bipiramide trigonale | sp 3d _ | ASCIA 5 | Bipiramidale trigonale (120° e 90°) | Domande frequenti 5 |
| 6 | ottaedrico | sp 3 d 2 | ASSE 6 | Ottaedrico (90°) | SF6 _ |
Riferimenti
ATOMI. (2020, 22 aprile). Teoria del legame di valenza (VB) . Fisica e chimica. https://lafisicayquimica.com/teoria-del-enlace-de-valencia-vb/
Borras, JJ (sf). Strutture molecolari: modello VSPR (RPSEV) . JJ Borras. https://www.uv.es/borrasj/EQEM_web_page/temas/tema_5/VSEPR.pdf
Chang, R. (2002). Fisicochimica (1a ed .). EDUCAZIONE DELLA COLLINA DI MCGRAW.
Come identificare un dominio elettronico? (nd). Aleph. https://aleph.org.mx/como-identificar-un-dominio-de-electrones
Definizione del dominio elettronico e teoria VSEPR – Interessante – 2021 . (nd). Les Kanaris. https://us.leskanaris.com/3397-electron-domain-definition-and-vsepr-theory.html
