Concetti Chiave
- La condivisione di elettroni tra atomi è fondamentale per la formazione di aggregati molecolari e per raggiungere una configurazione stabile.
- La forma di una molecola, influenzata dalla lunghezza e dagli angoli dei legami, determina le sue proprietà e funzioni biologiche.
- L'elettronegatività misura l'attrazione di un nucleo atomico sugli elettroni di legame, influenzando la parità nella condivisione degli elettroni.
- I legami covalenti possono essere apolari, quando gli atomi hanno elettronegatività simili, o polari, quando gli elettroni sono attratti da un atomo più elettronegativo.
- Il carbonio forma il metano condividendo elettroni con quattro atomi di idrogeno, completando così il suo guscio esterno.
Condivisione di elettroni
Dal punto di vista chimico, la condivisione di elettroni fra due o più atomi è essenziale perché favorisce la composizione di aggregati molecolari. Tranne in alcune ipotesi, ad esempio nei gas nobili, gli atomi si legano fra loro in maniera spontanea. Essi, infatti, presentano di per sé una struttura instabile: la continua ricerca di un maggiore equilibrio li induce a interagire con altri atomi. In questo modo, gli elettroni riescono ad acquisire una configurazione strutturale molto più stabile.
Forma e funzione delle molecole
Ogni molecola ha una forma precisa, che dipende principalmente dalla lunghezza dei legami e dagli angoli tra un legame e l’altro.
Questa proprietà dei legami covalenti consente anche di prevedere le proprietà di una struttura biologica; infatti la forma di una molecola ne influenza la funzione biologica.
Nei legami covalenti che tengono uniti due atomi di uno stesso elemento, i due atomi attraggono a sé gli elettroni con uguale forza; se i due atomi appartengono a elementi diversi, invece, non è detto che la condivisione sia alla pari. È possibile che la coppia di elettroni sia attratta con forza maggiore da uno dei due nuclei e così tenda a stare più vicina ad esso.
L’attrazione che un nucleo atomico esercita sugli elettroni di legame si misura con l’elettronegatività. In HCl, per esempio, si dice che il cloro è più elettronegativo dell’idrogeno. La condivisione di elettroni tra due atomi diversi sarà tanto più paritaria quanto più simili sono le loro elettronegatività.
Legami covalenti apolari e polari
Due atomi che hanno valori simili di elettronegatività condividono gli elettroni alla pari in quello che viene definito legame covalente apolare. Due atomi di ossigeno, per esempio, entrambi a elettronegatività 3,5, condividono gli elettroni alla pari; lo stesso fanno due atomi di idrogeno entrambi a elettronegatività 2,1. Ma quando l’idrogeno si lega all’ossigeno per formare la molecola dell’acqua, gli elettroni che partecipano al legame non sono equamente condivisi: essi tendono a passare più tempo sull’ossigeno, che è l’atomo maggiormente elettronegativo. Quando gli elettroni sono attratti da un nucleo più che dall’altro il risultato è un legame covalente polare.
Formazione del metano
Il carbonio può completare il suo guscio esterno condividendo gli elettroni con quattro atomi di idrogeno, formando così il metano.
Domande da interrogazione
- Perché la condivisione di elettroni è fondamentale nella chimica?
- Come influisce la forma di una molecola sulla sua funzione biologica?
- Qual è la differenza tra legami covalenti apolari e polari?
La condivisione di elettroni è essenziale perché favorisce la formazione di aggregati molecolari, permettendo agli atomi di raggiungere una configurazione strutturale più stabile, come indicato nel testo.
La forma di una molecola, determinata dalla lunghezza dei legami e dagli angoli tra di essi, influisce direttamente sulla sua funzione biologica, poiché le proprietà di una struttura biologica possono essere previste in base alla sua forma.
I legami covalenti apolari si formano tra atomi con simili valori di elettronegatività, condividendo gli elettroni equamente, mentre i legami covalenti polari si verificano quando gli elettroni sono attratti in modo diseguale da nuclei con diverse elettronegatività, come nel caso dell'acqua.
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