Concetti Chiave
- La condivisione di elettroni tra atomi è essenziale per formare aggregati molecolari e stabilizzare le strutture atomiche instabili.
- La forma di una molecola, influenzata dalla lunghezza dei legami e dagli angoli, determina la sua funzione biologica.
- Gli atomi con simili elettronegatività formano legami covalenti apolari, mentre differenze creano legami covalenti polari.
- L'elettronegatività misura l'attrazione di un nucleo atomico sugli elettroni; maggiore differenza significa attrazione ineguale.
- Il carbonio forma il metano condividendo elettroni con quattro atomi di idrogeno, completando così il suo guscio esterno.
Condivisione di elettroni tra due o più atomi
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.
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.
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.
Il carbonio può completare il suo guscio esterno condividendo gli elettroni con quattro atomi di idrogeno, formando così il metano.
Domande da interrogazione
- Perché gli atomi tendono a condividere elettroni?
- Come influisce l'elettronegatività sulla condivisione degli elettroni?
- Qual è la differenza tra legame covalente apolare e polare?
Gli atomi condividono elettroni per raggiungere una configurazione strutturale più stabile, poiché la loro struttura naturale è instabile e cercano un maggiore equilibrio interagendo con altri atomi.
L'elettronegatività determina quanto un atomo attrae gli elettroni di legame. Se due atomi hanno elettronegatività simile, condividono gli elettroni equamente (legame covalente apolare); se differiscono, gli elettroni sono attratti maggiormente dall'atomo più elettronegativo, creando un legame covalente polare.
Un legame covalente apolare si verifica quando due atomi condividono gli elettroni equamente, avendo simili elettronegatività. Un legame covalente polare si forma quando gli elettroni sono attratti più da un atomo che dall'altro, a causa di una differenza nelle loro elettronegatività.
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