Ca 2 elettroni “esterni”: 2 legami => Ca++ La reattività degli elementi è determinata dal numero di elettroni presenti negli orbitali più esterni. I metalli, reagendo, perdono facilmente gli elettroni generando ioni positivi. Na 1 elettrone “esterno”: 1 legame => Na+ K 1 elettrone “esterno”: 1 legame => K+ Ca 2 elettroni “esterni”: 2 legami => Ca++ Mg 2 elettroni “esterni”: 2 legami => Mg++ Fe 2 elettroni “esterni”: 2 legami => Fe++ Fe 3 elettroni “esterni”: 3 legame => Fe+++

H 1 e spaiato: H sarà n grado di fare 1 legame. I non metalli possono avere negli orbitali più esterni : 1 solo elettrone (si chiamano questi elettroni “spaiati”) o 1 coppia di elettroni (doppietto elettronico in uno stesso orbitale). I non metalli, quando reagiscono fra di loro condividono 1 elettrone ciascuno (legame covalente) , quando reagiscono con i metalli “strappano” loro gli elettroni (legame ionico). H 1 e spaiato: H sarà n grado di fare 1 legame. C 4 e spaiati: C sarà in grado di fare 4 legami . N 3 e spaiato e 1 doppietto: N sarà in grado di fare 3 legami (+ un possibile quarto legame). O 2 e spaiati e 2 doppietti: O sarà in grado di fare 2 legami (+ un possibile terzo legame). Cl 1 e spaiato e 3 doppietti: Cl sarà in grado di fare 1 legame (+ possibili altri legami).

I LEGAMI CHIMICI I legami chimici fra gli atomi sono di 2 tipi: Legame ionico Legame covalente non polare (omopolare) polare Nel legame chimico sono coinvolti 2 elettroni : generalmente, i due atomi impegnati nel legame mettono a disposizione 1 elettrone ciascuno, fra quelli situati negli orbitali più esterni

Il legame ionico si instaura fra un metallo ed un non metallo Es. Na e Cl (0.9) (3.0) valori di elettronegatività Na è un metallo ed ha scarsa tendenza a trattenere il proprio elettrone esterno: Cl è non metallo ed ha grande tendenza ad attirare 1 elettrone.

nel legame ionico non vi è condivisione di elettroni, CLORURO DI SODIO Na+ Cl- - il legame ionico che si forma fra Na+ e Cl- consiste in una forte interazione elettrostatica fra ioni di carica opposta; nel legame ionico non vi è condivisione di elettroni, ma trasferimento di elettroni dall’elemento meno elettronegativo a quello più elettronegativo.

LEGAME COVALENTE Avviene fra 2 non metalli: - con uguale elettronegatività  legame covalente omopolare (non polare) con differente elettronegatività  legame covalente polare Il legame covalente, a differenza di quello ionico, prevede la condivisione di elettroni.

LEGAME COVALENTE OMOPOLARE H H I 2 atomi di H con uguale elettronegatività, condividono equamente i due elettroni. H H I 2 elettroni sono perfettamente condivisi ed il legame risulta omopolare

LEGAME COVALENTE POLARE Il legame covalente polare si instaura fra atomi diversi caratterizzati da valori di elettronegatività diversi

L’ACIDO CLORIDRICO (HCl) Come nel caso del legame covalente omopolare si ha condivisione degli elettroni e formazione del legame H Cl 2.1 3.0 Valori di elettronegatività In questo caso non ci può essere perfetta condivisione dei due elettroni: Cl è più elettronegativo e tenderà ad attirare verso di sé l’elettrone dell’idrogeno. Il Cl tende quindi ad assumere una parziale carica negativa (frazione di carica) δ-. H tende a perdere parzialmente il suo elettrone assumendo una parziale carica positiva (frazione di carica) δ+. Si dice così che il legame covalente è polare (polarizzato) Hδ+ Clδ-

Un altro esempio in cui è presente il legame covalente polare è costituito dalla molecola dell’acqua H2O: O H H Nel legame O-H, poiché O è più elettronegativo, assumerà una parziale carica δ- e H una parziale carica δ+. L’acqua una molecola dipolare, un dipolo elettrico δ-Oδ- Hδ+ Hδ+

A differenza del legame O-H, che è covalente decisamente polare, il legame Cd--Hd+ è covalente molto poco polare, poiché la differenza di elettronegatività fra C e H è minima (0.4).

LEGAME DATIVO (DI COORDINAZIONE) H H H N+ H H+ H N H H ammoniaca protone ione ammonio NH4+ NH3 + H+ L’AZOTO, ESSENDO IN GRADO DI LEGARE IONI H+, POSSIEDE PROPRIETA’ BASICHE

Esistono anche legami che possono formarsi fra molecole e che sono molto più deboli. Un esempio molto importante in campo biologico è dato dal legame idrogeno, di natura elettrostatica. Si forma fra molecole contenenti un atomo di H legato ad un atomo di O, di N, di S o di F. LEGAME (PONTE) IDROGENO La linea tratteggiata rappresenta il legame idrogeno Hδ+ Oδ- Hδ+ Hδ+ Oδ- Hδ+

PESO MOLECOLARE (PM) Il peso molecolare (massa molecolare) è la somma dei pesi atomici (masse atomiche) di tutti gli atomi presenti nella molecola del composto considerato. H2O 1+1+16 = 18 NH3 14+3 = 17 HF 1+19 = 20 CH4 12+4 = 16 H2SO4 2+32+(4x16) = 98 CH3COOH 12+3+12+16+16+1 = …… NaCl 23+35 = 58 * *Per i composti ionici (non molecolari) è più corretto parlare di peso formula. NaBr 23+80 = 103 C6H12O6 (6x12)+12+(6x16) = 180

MOLE ( grammomolecola) 1 mole di una qualsiasi molecola corrisponde ad una quantità in grammi corrispondente al suo peso molecolare 1 mole H2O (PM = 18) 18 g 1 mole HCl (PM = 37) 37 g 1 mole C6H12O6 180 g 18 g H2O corrispondono ad 1 mole 1.8 g H2O corrispondono ad 0.1 moli (10-1 moli) 0.18 g H2O corrispondono a 0.01 moli (10-2 moli)

OSSIGENO ATOMICO E MOLECOLARE 2O rappresenta 2 atomi di ossigeno che non sono combinati, ma sono atomi separati ed indipendenti; O2 rappresenta una molecola di ossigeno formata da 2 atomi di ossigeno legati covalentemente tra loro; due molecole di ossigeno si rappresentano così: 2O2; Questa distinzione si applica per tutte le molecole biatomiche.

Il Numero di ossidazione è definito come la carica che ogni atomo avrebbe in un composto se tutti i legami fossero di tipo ionico Fe2+ (ione ferroso) e Fe3+ (ione ferrico): per essi il numero di ossidazione corrisponde alla loro carica, +2 e +3, rispettivamente. Questi numeri corrispondono infatti al numero di elettroni che il Fe può perdere (2 e 3 elettroni). IMPORTANTE: passando da Fe2+ a Fe3+ il Fe perderà 1 elettrone e cambierà il numero di ossidazione da +2 a +3! Così nel caso dell’ossigeno: Nella molecola O=O (O2), formando legami solo con se stesso, si attribuisce all’O il numero di ossidazione zero. Nella molecola H2O (acqua), formando 2 legami con l’H meno elettronegativo, si attribuisce all’O il numero di ossidazione -2 IMPORTANTE: passando da O2 ad H2O l’ossigeno acquisterà 2 elettroni e cambierà il numero di ossidazione da 0 a -2!