Concetti Chiave
- Il legame covalente si forma tra atomi con differenza di elettronegatività inferiore a 1,7 e richiede elettroni spaiati.
- Quando si forma un legame covalente, orbitali atomici si sovrappongono creando un orbitale molecolare che occupa la regione di spazio intorno ai nuclei degli atomi coinvolti.
- La sovrapposizione frontale degli orbitali atomici crea un legame sigma (σ), caratterizzato da una forte connessione tra i nuclei.
- La sovrapposizione laterale tra orbitali p paralleli forma un legame pi greco (π), meno forte rispetto al legame sigma.
- Nei legami multipli, solo uno è di tipo sigma, mentre gli altri sono di tipo pi greco, come illustrato nel caso del triplo legame nell'azoto molecolare.
Indice
Orbitali molecolari
Il legame formato tra due atomi con differenza di elettronegatività inferiore a 1,7 viene definito legame covalente. Un atomo è in grado di instaurare legami covalenti se ha elettroni spaiati. Per capire come vengono a disporsi gli elettroni in un legame covalente dobbiamo ricorrere al metodo VB, ossia al metodo di sovrapposizione di orbitali.
Quando si forma un legame covalente, due orbitali atomici si sovrappongono e si fondono a formare un orbitale molecolare.
Un orbitale molecolare è la regione di spazio occupata dagli elettroni condivisi che circonda i nuclei di entrambi gli atomi.
La forma dell'orbitale molecolare dipende dalla forma degli orbitali atomici di partenza e dalla loro modalità di sovrapposizione. La sovrapposizione può avvenire frontalmente o lateralmente. La sovrapposizione frontale avviene tra due orbitali atomici che si sovrappongono nella direzione dell'asse congiungente i due nuclei. L'asse di legame unisce il nucleo di un atomo con quello dell'altro. In questo caso si forma un legame
, che è un legame molto forte. Nell'immagine che segue è rappresentata la forma dell'orbitale molecolare ottenuto dalla sovrapposizione di due orbitali di tipo s.
Il legame
si può formare tra due orbitali s, due orbitali p e tra un orbitale s e un orbitale p:
La sovrapposizione laterale avviene tra due orbitali p paralleli e porta alla formazione di un legame π. Questo tipo di legame si forma tra i lobi dei due orbitali p ed è perpendicolare al piano dove giacciono i due nuclei. A causa della maggiore sovrapposizione degli orbitali σ, il legame π è più debole.
Quando due atomi formano legami multipli, uno solo è di tipo σ mentre tutti gli altri sono di tipo π. Nell'esempio che segue è raffigurato l'azoto molecolare
i cui due atomi formano un legame triplo covalente. In rosso è raffigurato il legame σ mentre in verde e blu sono raffigurati i due legami π, originati dalla sovrapposizione laterale dell'orbitale
e
.
Un legame triplo è più corto di un legame singolo e la sua energia di formazione è più alta.
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Domande da interrogazione
- Che cos'è un legame covalente e come si forma?
- Qual è la differenza tra un legame σ e un legame π?
- Come si rappresenta un legame triplo covalente nell'azoto molecolare?
- Quali sono le caratteristiche di un legame triplo rispetto a un legame singolo?
Un legame covalente si forma tra due atomi con una differenza di elettronegatività inferiore a 1,7, attraverso la sovrapposizione di orbitali atomici che creano un orbitale molecolare.
Un legame σ si forma tramite sovrapposizione frontale di orbitali, risultando in un legame forte, mentre un legame π si forma tramite sovrapposizione laterale di orbitali p paralleli, ed è più debole.
Nell'azoto molecolare [math]N_2[/math], il legame triplo covalente è composto da un legame σ (in rosso) e due legami π (in verde e blu), formati dalla sovrapposizione laterale degli orbitali [math]p_y[/math] e [math]p_z[/math].
Un legame triplo è più corto di un legame singolo e ha un'energia di formazione più alta.
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