Concetti Chiave
- I legami chimici sono influenzati dalla disposizione degli elettroni intorno al nucleo, che occupano livelli energetici in ordine crescente.
- Le proprietà chimiche degli atomi sono determinate dagli elettroni dei livelli più esterni, che cercano di completare il proprio guscio per raggiungere la stabilità.
- Gli atomi reattivi hanno livelli esterni incompleti e possono acquistare, cedere o condividere elettroni per stabilizzarsi.
- Ogni livello energetico ha una capacità massima di elettroni e deve essere riempito in sequenza a partire da quello più vicino al nucleo.
- La reattività di un atomo è maggiore quando ha elettroni spaiati nel livello esterno, rendendolo incline a formare legami con altri atomi.
Comportamento degli elettroni
I legami chimici dipendono dal comportamento degli elettroni. Negli atomi, gli elettroni si dispongono intorno al nucleo occupando livelli energetici a distanze via via crescenti dal nucleo. Ogni livello può contenere un numero preciso di elettroni, che si dispongono prima nel livello più vicino al nucleo (che ha energia minore) e poi occupano i livelli più lontani. Il livello più interno può ospitare al massimo due elettroni, mentre i livelli più esterni ne possono contenere fino a otto.
Proprietà chimiche degli atomi
Gli elettroni dei livelli più esterni determinano le proprietà chimiche dell’atomo: infatti gli atomi che non hanno il livello più esterno completamente pieno tendono a reagire con altri atomi in modo da completarlo, attraverso una reazione chimica.
Si è scoperto infatti che l’elio (l’elemento con il primo livello energetico completo) e gli elementi che possiedono nel livello più esterno otto elettroni sono chimicamente stabili, cioè non vanno incontro ad alcun tipo di trasformazione chimica né tendono a legarsi con altri atomi. Esempi di elementi chimicamente stabili (o inerti) sono, oltre all’elio, il neon e l’argon.
Reattività degli atomi instabili
Negli atomi instabili, o reattivi, i livelli energetici più esterni non sono completi o contengono un numero di elettroni inferiore a otto. Gli atomi instabili possono raggiungere la stabilità cedendo o acquistando uno o più elettroni, oppure mettendoli in comune con altri atomi.
Il carbonio, per esempio, ha quattro elettroni esterni e ha bisogno di altri quattro elettroni per raggiungere la stabilità; il sodio ha un solo elettrone esterno che perde facilmente in modo da restare con il livello sottostante completo; l’idrogeno invece raggiunge la stabilità quando il suo unico livello energetico è occupato da due elettroni.
Energia e reattività degli elettroni
Ogni livello (o guscio) può ospitare un certo numero massimo di elettroni e ognuno deve essere riempito prima che gli elettroni possano occupare il livello successivo. L’energia degli elettroni è maggiore nei livelli più lontani dal nucleo. Un atomo con elettroni spaiati nel suo livello più esterno può reagire (legarsi) con altri atomi.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo degli elettroni nei legami chimici?
- Perché alcuni atomi sono chimicamente stabili?
- Come possono gli atomi instabili raggiungere la stabilità?
I legami chimici dipendono dal comportamento degli elettroni, che si dispongono intorno al nucleo in livelli energetici a distanze crescenti. Gli elettroni nei livelli più esterni determinano le proprietà chimiche degli atomi e la loro reattività.
Gli atomi chimicamente stabili, come l'elio, il neon e l'argon, hanno il livello più esterno completamente pieno, con otto elettroni, il che li rende non reattivi e non soggetti a trasformazioni chimiche.
Gli atomi instabili possono raggiungere la stabilità cedendo, acquistando o condividendo elettroni con altri atomi. Ad esempio, il carbonio ha bisogno di quattro elettroni per stabilizzarsi, mentre il sodio perde un elettrone per completare il livello sottostante.
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