Concetti Chiave
- Gli atomi possono completare il loro livello energetico esterno acquisendo o cedendo elettroni, come nel caso di cloro e sodio che formano il cloruro di sodio.
- La reazione tra sodio e cloro comporta la formazione di ioni, con il sodio diventando uno ione positivo e il cloro uno ione negativo.
- I legami ionici si formano grazie all'attrazione reciproca tra ioni di carica opposta, come nel cloruro di sodio e nel cloruro di calcio.
- Sebbene i legami ionici siano generalmente forti, molte sostanze ioniche si dissociano facilmente in acqua, liberando gli ioni.
- Gli ioni, pur essendo presenti in piccole quantità, sono cruciali per processi vitali come la trasmissione degli impulsi nervosi e la contrazione muscolare.
Reazione tra sodio e cloro
Come abbiamo visto, per molti atomi il modo più semplice per completare il proprio livello energetico più esterno è acquistare oppure cedere uno o più elettroni. Prendiamo, per esempio, in considerazione due elementi chimici che già conosciamo, il cloro e il sodio; al cloro manca un elettrone per completare il proprio livello energetico più esterno, mentre il sodio ha solo un elettrone nel suo livello più esterno.
Quindi, in una reazione tra sodio e cloro accade che il sodio "ceda" il suo elettrone e il cloro lo "acquisti"; in questo modo sia il sodio sia il cloro completano il proprio livello energetico più esterno e ottengono una configurazione elettronica stabile.Durante questa reazione, gli atomi di partenza diventano ricchi elettricamente e vengono perciò chiamati ioni. Il cloro, che ha acquisito un elettrone dal sodio, ha un elettrone in più rispetto al numero dei suoi protoni e diventa uno ione cloro carico negativamente. Lo ione sodio, invece, dato che ha un elettrone in meno rispetto al numero dei suoi protoni, diventa uno ione positivo.Formazione di composti ionici
Gli ioni di carica opposta si attraggono reciprocamente: perciò lo ione sodio con la sua carica positiva è attratto dallo ione cloro con la sua carica negativa. La sostanza risultante è il cloruro di sodio, un composto ionico a noi ben noto in quanto è il comune sale da cucina. Analogamente, quando un atomo di calcio perde due elettroni, si forma uno ione calcio che può attrarre e legarsi con due ioni; si forma così il cloruro di calcio.
I legami che comportano la reciproca attrazione tra ioni di carica opposta si dicono legami ionici. Tali legami sono in genere abbastanza forti anche se, come vedremo in seguito, molte sostanze ioniche si scindono facilmente in acqua, liberando gli ioni che le costituiscono.
Ruolo degli ioni nella vita
Piccoli ioni costituiscono meno dell'1% in peso di gran parte della materia vivente, ma svolgono ruoli molto importanti. Lo ione potassio è il principale ione positivo in molti organismi, e numerosi processi fondamentali si svolgono solo in presenza dello ione potassio; gli ioni sono coinvolti nella produzione e nella propagazione degli impulsi nervosi: è grazie alla trasmissione di questi impulsi che gli animali possono svolgere importantissime funzioni vitali quali, per esempio, vedere una preda, percepire un odore o coordinare i propri movimenti. Lo ione calcio è necessario anche per la contrazione muscolare e per il mantenimento di un regolare battito cardiaco; lo ione magnesio, invece, fa parte della molecola della clorofilla, la molecola delle piante verdi e delle alghe che immagazzina l'energia del Sole.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo degli elettroni nel completamento del livello energetico degli atomi?
- Cosa accade agli atomi di sodio e cloro durante una reazione chimica?
- Quali sono le caratteristiche dei legami ionici?
- Qual è l'importanza degli ioni nei processi biologici?
Gli atomi completano il loro livello energetico più esterno acquistando o cedendo elettroni, come nel caso del sodio e del cloro, dove il sodio cede un elettrone al cloro per ottenere una configurazione elettronica stabile.
Durante la reazione, il sodio cede un elettrone al cloro, formando ioni: lo ione sodio diventa positivo e lo ione cloro diventa negativo, creando un legame ionico che forma il cloruro di sodio.
I legami ionici sono forti attrazioni tra ioni di carica opposta, ma molte sostanze ioniche possono scindersi facilmente in acqua, liberando gli ioni che le costituiscono.
Gli ioni, sebbene costituiscano meno dell'1% del peso della materia vivente, sono cruciali per processi vitali come la trasmissione degli impulsi nervosi, la contrazione muscolare e il mantenimento del battito cardiaco.
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