Struttura della Materia - INFN Napoli

Struttura della Materia 180
come orbitale atomico dell’ossigeno quello ibrido di 2p con 2s. Osserviamo come
la minimizzazione dell’energia abbia conferito un carattere direzionale ai legami.
Passiamo poi alla molecola di metano CH4. La configurazione dello stato fondamentale
del Carbonio è (1s) 2 (2s) 2 (2p) 2 ma quella eccitata (1s) 2 (2s)(2p) 3 è
molto vicina in energia ed è quest’ultima da cui originano i legami del Carbonio.
La molecola di metano ha una struttura tetraedrica che può essere giustificata formando
quattro orbitali ibridi per il carbonio ottenuti come combinazioni lineari
di 2s, 2px, 2py e 2pz. Questi orbitali detti sp 3 sono dati dalle quattro combinazioni
Φ1 = v2s + v2px + v2py + v2pz
Φ2 = v2s + v2px − v2py − v2pz
Φ3 = v2s − v2px + v2py − v2pz
Φ4 = v2s − v2px − v2py + v2pz
dove Φ1 punta nella direzione che va dall’origine al punto (1, 1, 1) , Φ2 verso
(1, −1, −1) , Φ3 verso (−1, 1, −1) e Φ4 verso (−1, −1, 1). Queste sono le direzioni
dei vertici di un tetraedro rispetto al centro come mostra la figura
Un diverso schema di ibridizzazione compete alla molecola di etilene C2H4 che
è una molecola piana mostrata in figura