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Il legame chimico

by Adriana Carelli
Legame chimico

Introduzione

Le sostanze costituite da atomi isolati sono molto rare, sono principalmente gas nobili oppure gas a temperature molto elevate. Gli atomi isolati tendono naturalmente ad aggregarsi fra di loro formando delle molecole. I legami fra gli atomi si chiamano .

Il legame chimico è la forza attrattiva che si stabilisce tra due o più atomi, uguali o diversi, permettendo loro di unirsi formando molecole o aggregati cristallini.

Gli atomi tendono ad aggregarsi fra loro per raggiungere la configurazione elettronica più stabile.

Nella formazione dei legami chimici intervengono gli elettroni di valenza, cioè gli elettroni appartenenti al guscio elettronico più esterno, visibile dalla configurazione elettronica dell’atomo in questione.

La valenza è la capacità di combinazione di un elemento e corrisponde al numero di elettroni che ogni atomo mette in gioco nella formazione dei legami chimici.

La regola dell’ottetto

Dagli esperimenti effettuati dai chimici si è osservato che i gas nobili sono molto stabili, questo è dovuto al fatto che i suoi elettroni di valenza sono otto (ad eccezione dell’elio, che è reputato gas nobile con 2 elettroni di valenza).

La regola dell’ottetto sostiene che:

Ogni atomo tende, attraverso la formazione di legami chimici, ad acquistare o a perdere o a mettere in condivisione elettroni, fino a raggiungere una configurazione elettronica esterna di otto elettroni, uguale a quella del gas nobile più vicino della tavola periodica.

La regola dell’ottetto è valida per i gruppi A, dal IA al VII A, mentre non è valida per i metalli di transizione, cioè sottogruppo B, dove si raggiungono configurazioni stabili differenti da quella dell’ottetto.

Concetti fondamentali nei legami chimici

  • L’ energia di ionizzazione l’energia necessaria per portare un elettrone ad una distanza infinita dal nucleo. Togliendo in successione più elettroni si parlerà di prima ionizzazione, seconda ionizzazione e cosi via.
  • L’ affinità elettronica, l’energia in gioco quando un atomo isolato acquisisce un elettrone.
  • L’ energia di legame è invece, l’energia necessaria per rompere un dato legame chimico.
  • La distanza di legame è la distanza media a cui si trovano due nuclei uniti da un legame chimico.
  • L’ elettronegatività è la capacità di un elemento di attrarre elettroni in un legame.

 Classificazione dei legami chimici

I legami fondamentali sono:

Il legame ionico

Il legame ionico è la forza di attrazione elettrostatica che si stabilisce fra due ioni di carica opposta. Il legame ionico si forma tra atomi o gruppi di atomi tra i quali è avvenuto uno scambio di elettroni. L’atomo che cede elettroni si trasforma in ione positivo, detto catione, mentre l’atomo che riceve elettroni si trasforma in uno ione negativo, cioè un anione. Il legame ionico si manifesta quando tra i due atomi che un’elevata differenza di elettronegatività (superiore a 1,7).

Il legame ionico è tipico dei sali che formano i cristalli. Esempio il cloruro di sodio NaCl.

legame ionico

trasferimento di elettroni dal sodio al cloro che porterà alla formazione del legame ionico

Nell’immagine sopra vediamo uno trasferimento di elettroni dall’atomo di sodio (elettronegatività 0,9) all’atomo di cloro (elettronegatività 3,0). Il sodio perdendo un elettrone, quello 3s^{1}, si ritrova la configurazione esterna del gas nobile neon, il cloro con l’aggiunta di un elettrone si ritrova anche lui la configurazione esterna del gas nobile argon. L’atomo è diventato stabile.

 

Il legame covalente

Si definisce legame covalente quello che si realizza mediante la condivisione di una o più coppie di elettroni da parte dei due atomi, che in tal modo acquistano la configurazione elettronica esterna stabile che è quella dell’ottetto.

Legame covalente

Legame covalente nel cloro

Il legame covalente si differenzia nei seguenti casi:

  • covalente puro;
  • covalente polare;
  • covalente dativo;

Il legame covalente puro si stabilisce tra atomi dello stesso elemento. Esempio le molecole Cl_{2} e O_{2}  hanno un .

Legame covalente puro

Legame covalente puro

Il legame covalente polare si stabilisce tra atomi di elementi differenti tra i quali ci sia una differenza di elettronegatività inferiore a 1,7. Esempio la molecola HCl.

Gli elettroni dell’atomo meno elettronegativo vengono attratti dall’atomo più elettronegativo, che acquisterà parziale carica negativa, mentre l’altro atomo avrà parziale carica positiva. La molecola così formata costituisce un dipolo elettrico.

Il legame covalente dativo si stabilisce quando gli elettroni condivisi provengono da un solo atomo detto atomo donatore, mentre l’altro atomo che li riceve è detto atomo accettore.

 

Il legame metallico

Le proprietà dei metalli vengono interpretate in base a un modello secondo cui la loro struttura è caratterizzata da un insieme di ioni positivi immersi in un “mare di elettroni” (gli elettroni di valenza), che sono relativamente liberi di muoversi. Il legame metallico è dovuto all’attrazione elettrostatica che si stabilisce tra gli elettroni di valenza “mobili” e gli ioni positivi.

 

Immagini:

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  • Di Edoardo Gili (Brozolo) – Opera propria, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=47134129
  • Di Disegnato da –Paginazero 11:44, Ago 31, 2004 (UTC) – Trasferito da it.wikibooks su Commons., Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3662048
  • Di Disegnato da –Paginazero 11:46, Ago 31, 2004 (UTC) – Trasferito da it.wikibooks su Commons., Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3662050

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