Comprendere i legami chimici: dalla natura agli effetti molecolari

Tendenza degli atomi a legarsi

In natura è difficile trovare atomi isolati. Gli atomi infatti tendono a legarsi con altri atomi per formare:

Molecole di elementi, quando si legano atomi dello stesso elemento

Molecole di composti, quando si legano atomi di elementi diversi
I gas nobili, invece, esistono in natura solo sotto forma di atomi isolati. Essi appartengono all’ottavo gruppo della tavola periodica e hanno scarsa reattività perché la loro configurazione elettronica è del tipo s2p6, hanno quindi l’ultimo livello completo di elettroni o meglio hanno

Regola dell’ottetto: un atomo è particolarmente stabile quando possiede 8 elettroni nel livello esterno, ogni atomo tende quindi a raggiungere tale configurazione.

Qual è la formazione dei legami chimici?

Gli elementi che non sono gas nobili tendono a raggiungere l’ottetto legandosi con altri atomi.

Gli atomi si legano cedendo, acquistando o mettendo in comune elettroni.

Quando gli atomi mettono in comune elettroni si forma un

legame covalente.

In ogni caso sono sempre coinvolti solo gli elettroni del livello più esterno detti anche elettroni di valenza

Quando gli atomi cedono o acquistano elettroni si forma un legame ionico.

Ogni elemento, quindi, attraverso il legame chimico tende ad assumere la configurazione elettronica del gas nobile più vicino nella tavola periodica.

Tipi di legame covalente

Il legame covalente si forma quando due atomi condividono una coppia di elettroni.

Il legame covalente si divide in: legame covalente puro, legame covalente dativo e legame covalente polare.

Il legame covalente puro, si forma tra atomi uguali che hanno la stessa elettronegatività e, quindi, gli elettroni sono equamente distribuiti tra gli atomi.

Il legame covalente puro si forma quando la differenza di elettronegatività tra gli atomi è zero

Quando due atomi per raggiungere l’ottetto mettono in comune 2 o 3 coppie di elettroni si formerà, rispettivamente un legame doppio o triplo.

Il legame covalente polare, si forma tra atomi diversi che hanno diversa elettronegatività. Gli elettroni saranno attirati maggiormente dall’atomo più elettronegativo, si forma quindi un polo positivo ed un polo negativo.

Ad esempio nell’acido cloridrico, HCl, gli elettroni sono maggiormente distribuiti attorno al Cl che acquista una parziale carica negativa (-), mentre l’H acquista una parziale carica positiva

Il legame covalente polare si forma quando la differenza di elettronegatività tra gli atomi è maggiore di zero e minore di 2

Il legame covalente si dice dativo quando la coppia di elettroni condivisi proviene da uno solo degli atomi coinvolti nel legame.

Legame ionico e differenze di elettronegatività

Il legame ionico, si forma tra atomi diversi che hanno diversa elettronegatività. Gli elettroni vengono acquistati dall’elemento più elettronegativo e si formeranno uno ione positivo (l’atomo meno elettronegativo che cede elettroni) e uno ione negativo (l’atomo più elettronegativo che acquista elettroni).

due ioni sono tenuti insieme dalla forza di attrazione elettrostatica che si crea tra i due ioni di carica opposta.

Il legame ionico si forma quando la differenza di elettronegatività tra gli atomi è 2 o maggiore di 2.

Legami intermolecolari e loro importanza

I legami covalente e ionico sono legami interatomici, infatti si formano tra atomi della stessa molecola. Esistono anche legami che si formano tra molecole diverse, essi vengono detti legami intermolecolari e sono dovuti a forze attrattive che si stabiliscono tra molecole. Sono legami deboli ma importanti perché responsabili di molte proprietà della materia.

Tra i più importanti legami intermolecolari ricordiamo il legame a idrogeno. Tale legame si forma tra molecole che portano atomi di idrogeno legati ad atomi fortemente elettronegativi quali F, O e N. In questo caso tra il polo negativo di una molecola e il polo positivo dell’altra si stabilisce una debole attrazione, detta legame a idrogeno perché l’idrogeno funge da “ponte” tra le molecole.

Il legame a idrogeno influenza alcune proprietà fisiche come per esempio i punti di ebollizione, la viscosità e la solubilità dei composti. Le proteine, gli acidi nucleici e i polisaccaridi, inoltre, devono a questo tipo di legame le loro strutture spaziali, responsabili delle loro funzioni.