COME RICONOSCERE UN LEGAME CHIMICO. Un legame chimico si forma se l’energia complessiva degli atomi uniti tra loro è minore di quella del sistema in cui gli atomi sono separati. Due o più atomi liberi si incontrano e si legano per formare una nuova molecola. Ogni atomo si lega ad altri atomi quando ciò gli permette di raggiungere una maggiore stabilità, assumendo la configurazione dell’ottetto, cioè del gas nobile più vicino. Un atomo raggiunge il massimo della stabilità acquistando, cedendo o condividendo elettroni con un altro atomo; si dice che essi formano un doppietto elettronico. Ma come riconoscere il legame chimico? Vediamo nel dettaglio ciascun tipo di legame e degli esempi.
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Il legame covalente
In generale, affinchè si crei un legame chimico, gli atomi devono essere molto vicini gli uni agli altri, in modo che gli elettroni messi in comune si trovino alla stessa distanza dai due nuclei e ciascuno dei due atomi deve avere un orbitale semipieno, cioè contenente un solo elettrone, in modo da poter accogliere l’elettrone preso in prestito. Il legame covalente tra due atomi consiste nella condivisione di una coppia di elettroni e può essere rappresentato con un semplice trattino oppure, nella rappresentazione di Lewis, con una coppia di puntini che rappresentano gli elettroni più esterni. Se i due atomi sono identici il legame è covalente puro. Ad esempio, la formazione della molecola di idrogeno si può rappresentare come:
H + H → H-H →H2 oppure H· + ·H → H:H
Questo tipo di legame chimico è semplice, perché formato dalla condivisione di una sola coppia di elettroni.
Se le coppie condivise sono più di una, si parla di legami multipli: doppi, se vengono condivise due coppie di elettroni, tripli se le coppie condivise sono tre.
Il legame covalente polare
Il legame covalente polare si genera tra due atomi diversi, in genere due non metalli, aventi una differenza di elettronegatività compresa tra 0,4 e 1,9, ovvero maggiore o uguale a 0,4 e minore di 1,9. In una molecola di questo tipo, l’elemento più elettronegativo attrae maggiormente gli elettroni e la coppia di legame risulta spostata verso il nucleo più elettronegativo. Si forma un dipolo elettrico perché una pare della molecola è più positiva e l’altra è più negativa.
Ad esempio, essendo il cloro molto più elettronegativo dell’idrogeno, nella molecola dell’acido cloridrico HCl, i due elettroni condivisi si dispongono molto più vicini al cloro che non all’idrogeno.
Il legame dativo
Un caso particolare di legame covalente è il legame dativo, nel quale uno solo dei due atomi che si legano fornisce entrambi gli elettroni da condividere: l’atomo che fornisce gli elettroni è detto atomo donatore, quello che li riceve atomo accettore.
L’atomo donatore deve avere un doppietto elettronico libero e l’atomo accettore ha un orbitale completamente vuoto. Si trovano legami dativi nell’acido solforico H2SO4 e nell’acido fosforico H3PO4.
Il legame ionico
Gli ioni si attraggono per forza elettrostatica formando un legame ionico. Il legame ionico si forma quando la differenza di elettronegatività tra due atomi è maggiore di 1,9. Questo accade quando si incontrano i metalli con atomi aventi elettronegatività bassa, con i non metalli, con atomi aventi elettronegatività elevata.
A questo punto, dopo aver analizzato le caratteristiche di ciascun legame, è semplice riconoscere di quale si tratta.
Ad esempio: indicate il tipo di legame che si forma tra le seguenti coppie di atomi: F e F, Ca e O. Il legame chimico tra F ed F è di tipo covalente puro, in quanto si tratta di due atomi dello stesso tipo. Il legame chimico tra Ca e O è di tipo ionico, in quanto abbiamo un metallo, il Ca (calcio) e un non metallo, l’O (ossigeno).
Verifichiamo calcolando la differenza di elettronegatività: l’elettronegatività del calcio è 1,9; mentre quella dell’ossigeno è 3,5. La differenza di elettronegatività è 2,5 quindi maggiore di 1,9.
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