Classe quarta, secondaria di secondo gradoPercorso edumaterial
Che cosa imparerai
- Conta i legami di ogni carbonio.
- Distingui semplice e doppio.
- Controlla H e formula.
Prima di iniziare
- Elettrone di valenza
- Legame covalente
- Formula
Idea chiave
Il carbonio in molti composti organici forma quattro legami covalenti contando l'ordine dei legami: un doppio legame contribuisce due unità. Una formula bruta da sola non specifica come gli atomi sono collegati.
Regola
In CH₄ il carbonio ha quattro legami semplici C–H. In C₂H₄ ciascun carbonio ha due legami C–H e un doppio C=C, per un totale di valenza quattro nel modello di Lewis elementare.
Come procedere
- Conta i legami di ogni carbonio.
- Distingui semplice e doppio.
- Controlla H e formula.
Esempio risolto
In CH₄, quanti legami semplici forma il carbonio?
- Ci sono quattro atomi H.
- Ciascuno è collegato a C con un legame semplice.
- La valenza elementare di C è soddisfatta.
Quattro.
Valenza e ordine di legame
Il carbonio in molti composti organici forma quattro legami covalenti considerando l'ordine: un legame semplice conta uno, un doppio due e un triplo tre nel modello di valenza. In CH₄ il carbonio ha quattro legami C–H; in C₂H₄ ciascun carbonio partecipa a un doppio legame C=C e a due legami C–H. Questo conteggio aiuta a scoprire formule di struttura impossibili o idrogeni mancanti, ma non descrive da solo forma tridimensionale, polarità e reattività. Una linea in una formula di struttura non è un bastoncino materiale fra sfere: rappresenta una relazione elettronica modellizzata. I legami multipli non significano che due atomi siano uniti da due o tre coppie di atomi diversi. Quando una formula schematica omette H legati a C, il lettore deve ricostruirli secondo una convenzione dichiarata, non indovinarli dal colore della figura.
Formula bruta, struttura e isomeria
La formula bruta conta gli atomi di ogni elemento ma non dice come siano collegati. Molecole con uguale formula possono avere connessioni differenti e proprietà diverse: questa è una forma di isomeria. Persino la stessa connettività può ammettere geometrie spaziali rilevanti in certi casi; una formula piana non mostra tutto. Per confrontare due rappresentazioni, conserva il numero degli atomi, controlla la valenza di ogni carbonio e verifica se i collegamenti cambiano davvero o se il disegno è soltanto ruotato. Non trasferire automaticamente una proprietà misurata di un isomero a un altro sulla sola base della formula. La distinzione fra formula minima, formula molecolare e formula di struttura è utile: la prima dà un rapporto, la seconda il numero effettivo di atomi nella molecola e la terza una proposta di collegamenti. Nei reticoli estesi il linguaggio di molecola separata può non essere adeguato.
Ragionamento strutturale
Per controllare una struttura organica semplice, elenca tutti i carboni e i legami a ciascuno. Somma gli ordini dei legami sul carbonio secondo il modello introduttivo e completa con idrogeni soltanto se la formula complessiva lo consente. Un carbonio con un doppio legame e tre legami semplici avrebbe cinque unità di legame e segnala un errore nella rappresentazione ordinaria. Conta poi gli H totali e confrontali con la formula bruta. Questo metodo non è una legge per ogni specie del carbonio: ioni, radicali, legami delocalizzati e composti non ordinari richiedono modelli ulteriori. È una procedura adatta alle molecole organiche introduttive della lezione. Il disegno di sfere non definisce necessariamente distanze o angoli reali; per quelli servono dati strutturali o un modello geometrico dichiarato. La verifica della valenza è un controllo di coerenza, non una prova sperimentale dell'esistenza del composto.
Problema di trasferimento
Una struttura proposta mostra due carboni uniti da un legame semplice; ogni carbonio è legato anche a tre idrogeni. Valuta la valenza e ricava la formula bruta.
- Ogni C ha un legame C–C e tre C–H, totale quattro unità.
- Conta due C e sei H: C₂H₆.
- Se uno dei carboni avesse un quarto idrogeno oltre al C–C, la valenza ordinaria sarebbe superata.
Distingui la formula bruta dal disegno che esplicita i collegamenti.
Un altro errore da evitare
Una formula bruta non determina da sola i collegamenti atomici.
Un altro errore da evitare
Contare un doppio legame come uno nel controllo di valenza sottostima i legami del carbonio.
Errore da evitare
Contare un doppio legame come uno nel controllo della valenza.
Prova subito
In CH₄, quanti H?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 4
Il pedice è quattro.
Un doppio legame conta quante unità di valenza?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 2
Coinvolge due coppie condivise.
In C₂H₄, quanti carboni?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 2
Due atomi di carbonio.
La formula bruta specifica sempre i collegamenti?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: No
Serve struttura.
Che tipo di legame unisce C e H in CH₄?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Covalente
Condividono elettroni.
Allineamento curricolare e fonti
- Studiare composti del carbonio e legami chimici. (SECONDO BIENNIO; assegnazione alla classe editoriale). · DM 211/2010 · Allegato F · Liceo scientifico ordinario · parte 1
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