IL LEGAME CHIMICO

La regola dell’ottetto – sebbene una semplificazione – rende conto del perchè gli atomi reagiscono. In natura, solo i gas nobili sono presenti come specie monoatomiche. Anche le sostanze pure, cioè composte da un unico elemento, si presentano sotto forma di molecole. MOLECOLA: combinazione di atomi tenuti insieme da forze più o meno intense dette LEGAMI CHIMICI. Ogni molecola presenta un insieme caratteristico di proprietà Il legame chimico rappresenta nient’altro che una modifica dell'assetto degli elettroni dello strato esterno. Tale modifica è associata ad una variazione energetica. Nelle reazioni “spontanee”, la formazione di molecole rappresenta uno stato a più bassa energia che equivale a maggiore stabilità.

LEGAME CHIMICO In condizioni normali di temperatura e pressione solo i gas nobili esistono come atomi isolati; la loro stabilità e’ dovuta alla configurazione elettronica esterna dell’ottetto. Tutti gli altri atomi interagiscono tra loro formando molecole per raggiungere lo stato di minima energia e quindi di massima stabilità.

Il legame chimico si crea quando due atomi avvicinandosi cedono, acquistano o mettono in comune due o piu’ elettroni del guscio elettronico esterno in modo da raggiungere la configurazione elettronica esterna dell’ottetto.

ENERGIA DI IONIZZAZIONE Energia necessaria per staccare da un atomo isolato l’elettrone meno saldamente legato. X  X+ + e- AFFINITA’ ELETTRONICA Variazione di energia associata all’acquisizione di un elettrone da parte di un atomo isolato. X + e-  X-

Costringere un elettrone ad abbandonare un atomo è un processo che richiede energia. L’energia di ionizzazione è l’energia necessaria per strappare dall’atomo un elettrone esterno e formare così uno ione positivo (deficiente di una carica positiva). Infatti, è più facile strappare uno o due elettroni agli atomi dei metalli che ne hanno uno o due nel guscio esterno, in questo modo essi assumono una configurazione elettronica ad ottetto completo come quella dei gas nobili che li precedono. Nei primi due gruppi (metalli alcalini, metalli alcalino-terrosi) l’energia di ionizzazione è bassa, mentre negli ultimi gruppi (VI e VII) è molto alta.

L’energia di ionizzazione cresce lungo il periodo Lungo ogni gruppo l’energia di ionizzazione diminuisce perché, a mano a mano che crescono i livelli elettronici, gli elettroni esterni sono sempre più lontani dal nucleo e più energetici, quindi basta minore energia per strapparli al loro orbitale. L’energia di ionizzazione diminuisce lungo il gruppo Gli elementi con energia di ionizzazione più bassa, e quindi con più facilità a perdere elettroni sono i metalli in basso a sinistra, quelli con energia di ionizzazione più alta sono i non metalli in alto a destra nella tavola periodica.

Elettronegatività Media aritmetica tra energia di prima ionizzazione e affinità elettronica di quell’atomo L’elettronegatività di un atomo riflette la sua “fame” di elettroni

ELETTRONEGATIVITA’ È una proprietà periodica e rappresenta la tendenza di un atomo ad attrarre gli elettroni di legame. Mentre energia di ionizzazione ed affinità elettronica si possono definire per gli atomi isolati, l’elettronegatività è una proprietà che ha significato considerare solo quando si faccia riferimento alla combinazione di un atomo con un altro atomo.

Legame ionico -Attrazione elettrostatica tra due cariche di segno opposto. -Si realizza quando un atomo caratterizzato da una bassa energia di ionizzazione (fortemente elettropositivo) si combina con un atomo caratterizzato da un’alta affinita’ elettronica (fortemente elettronegativo). Prevede un trasferimento di elettroni dall’atomo piu’ elettropositivo a quello piu’ elettronegativo con formazione di un catione e di un anione.

Legame ionico. E’ un tipo di legame che si instaura quando le caratteristiche dei due atomi che formano il legame sono molto diverse: basse energie di ionizzazione ed affinità elettronica l’uno (metallo), alte energie di ionizzazione ed affinità elettronica l’altro (non metallo). Gli atomi neutri dei metalli cedono elettroni agli atomi dei non metalli, in questo modo assumono una carica elettrica e vengono denominati ioni. Sono ioni positivi, o cationi, gli atomi dei metalli che hanno perso uno o più elettroni, sono ioni negativi o anioni gli atomi dei non metalli che acquistano elettroni. In questo modo entrambi gli ioni hanno acquisito una struttura elettronica con ottetto e quindi molto stabile. Il catione sodio e l’anione cloro, essendo di carica opposta, si attraggono elettrostaticamente. Questo tipo di legame si chiama legame ionico, il composto ionico sarà il cloruro di sodio Na+Cl-

Legame covalente -Si forma quando vengono condivisi due elettroni fra due atomi uguali o diversi che abbiano caratteristiche di affinita’ elettronica e potenziale di ionizzazione simili. -Il legame covalente e’ puro o omeopolare se avviene tra due atomi uguali. -Il legame covalente e’ polare se avviene tra due atomi diversi.

Composti molecolari – legame covalente Il legame covalente si forma quando non è possibile formare ioni di carica opposta, ad esempio nei composti tra atomi di non metallo. A seguito del formarsi di questo legame chimico si originano molecole, cioè aggregati di due o più atomi capaci di esistenza indipendente. Molti elementi sono allo stato naturale nella forma di molecole biatomiche: F2, Cl2, H2, O2, N2. La formazione del legame covalente è sempre determinata dalla tendenza che hanno gli atomi a raggiungere una configurazione elettronica stabile e cioè nel formare l’ottetto elettronico nel livello più esterno, ciò si raggiunge quando almeno una coppia di elettroni viene messa in compartecipazione a due nuclei.

Cl-Cl H-Cl d+ d-

LEGAME COORDINATIVO o DATIVO Nel legame dativo uno solo dei due atomi impegnati nel legame cede un doppietto non condiviso.

LEGAME COVALENTE DATIVO Quando la coppia condivisa proviene da uno solo dei due atomi si parla di legame covalente dativo o di coordinazione. Una molecola di ammoniaca, NH3, può reagire con uno ione idrogeno, H+, per formare uno ione ammonio NH4+. L’atomo di azoto è il donatore degli elettroni di legame e lo ione H+ ne è l’accettore.