QUIZ DI "CHIMICA GENERALE - ARGOMENTI VARI" - NAZIONALI CATEGORIA B

La teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) si basa sul principio che le coppie di elettroni nella shell esterna (di valenza) degli atomi tendono a separarsi l'una dall'altra nel modo più uniforme possibile per minimizzare le repulsioni elettroniche tra di loro. Questo principio aiuta a determinare la geometria molecolare prevista di una molecola o di uno ione.

Nel caso della molecola SO₂ (anidride solforosa), il primo passo è determinare il numero totale di coppie di elettroni nella shell di valenza del solforo (S) e nell'ossigeno (O), tenendo conto del fatto che i legami covalenti condividono coppie di elettroni. Ecco il calcolo:

1. Il solforo (S) ha 6 elettroni di valenza.

2. Ciascun ossigeno (O) ha 6 elettroni di valenza.

Ora, considerando che ci sono due atomi di ossigeno legati al solforo tramite doppi legami, dobbiamo trattare ciascun doppi legame come se fosse un legame singolo. Quindi, avremo 2 coppie di elettroni per i legami con gli ossigeni e 1 coppia di elettroni rimanente nel solforo. In totale, avremo 3 coppie di elettroni da distribuire nello spazio attorno al solforo.

La teoria VSEPR ci dice che queste coppie di elettroni si disporranno nello spazio in modo da minimizzare le repulsioni tra di loro. La geometria prevista sarà quella di un angolo di circa 120 gradi tra le coppie di elettroni. Questo significa che le coppie di elettroni saranno disposte in modo tale da formare un angolo di circa 120 gradi tra loro.

La geometria prevista per la molecola SO₂ è, quindi, angolare (risposta C), con un angolo di legame di circa 120 gradi tra i due atomi di ossigeno e la coppia di elettroni non leganti sul solforo.

Per identificare quale delle sostanze elencate sia un solido di tipo molecolare, è fondamentale comprendere la natura del legame chimico presente in ciascuna di esse. Ecco una spiegazione dettagliata:

1. BaO (s) - Il solido di ossido di bario (BaO) è ionico. Questo significa che è composto da ioni, in questo caso, ioni di bario (Ba²⁺) e ossido (O^2-), che sono tenuti insieme da legami ionici molto forti.

2. KCl (s) - Il solido di cloruro di potassio (KCl) è anch'esso ionico, costituito da ioni di potassio (K⁺) e cloruro (Cl^-) che sono uniti da legami ionici.

3. C (s) diamante - Il diamante è un solido covalente. In un cristallo di diamante, ogni atomo di carbonio è legato covalentemente a quattro atomi di carbonio adiacenti, formando una struttura tridimensionale estremamente stabile.

4. CO₂ (s) - Il biossido di carbonio (CO₂) solido è un solido di tipo molecolare. Le molecole di CO₂ sono costituite da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno attraverso legami covalenti. Sebbene i legami all'interno delle molecole siano covalenti, le forze tra le molecole di CO₂ solide sono deboli legami di Van der Waals.

Ora, concentriamoci sul CO₂ (solido) come solido di tipo molecolare. Le molecole di CO₂ sono distinte e sono tenute insieme da deboli forze di attrazione di Van der Waals, che sono tipiche dei solidi molecolari. Queste forze sono così deboli che il punto di sublimazione del CO₂ a pressione atmosferica è a -78 °C, il che indica che le molecole di CO₂ solide sono relativamente indipendenti l'una dall'altra fino a quella temperatura.

Quindi, la risposta corretta è D) CO₂ (s), che è un solido di tipo molecolare.

La risposta esatta è la B perché BeCl₂ e XeF₂ hanno la stessa geometria molecolare, secondo la teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion). Ecco una spiegazione più dettagliata:

1. BeCl₂ (Cloruro di berillio): - Il berillio (Be) ha solo due elettroni di valenza. - Secondo la teoria VSEPR, il berillio forma una molecola lineare con una geometria molecolare lineare a 180°. Questo avviene perché il berillio ospita solo due coppie di elettroni intorno a sé, e queste coppie di elettroni si dispiegano linearmente per massimizzare la distanza tra di loro.

2. XeF₂ (Difluoruro di xeno): - Lo xeno (Xe) è un gas nobile con otto elettroni di valenza. - Secondo la teoria VSEPR, lo xeno forma una molecola con una geometria molecolare lineare. Questa geometria si verifica perché lo xeno ha cinque coppie di elettroni intorno a sé: due coppie di elettroni sono utilizzate per legare gli atomi di fluoro, e le altre tre coppie di elettroni si dispongono nelle posizioni di una bipiramide a base triangolare. Le tre coppie di non legame (più ingombranti) occupano le tre posizioni nella base, dove c'è più spazio, a 120° l'una dall'altra, e gli atomi di fluoro si dispongono sull'asse verticale, ai due vertici rimasti. Questa disposizione crea una molecola lineare.

In sintesi, sia BeCl₂ che XeF₂ seguono una geometria molecolare lineare a 180°, secondo la teoria VSEPR. Questo li distingue da H₂O, SO₂ e NO₂, che hanno geometrie molecolari angolari. Pertanto, la risposta corretta è la B.