Concetti Chiave
- I legami chimici sono influenzati dal comportamento degli elettroni che occupano livelli energetici intorno al nucleo dell'atomo.
- Gli elettroni nei livelli più esterni determinano le proprietà chimiche, spingendo gli atomi con livelli non completi a reagire per raggiungere stabilità.
- Gli elementi con otto elettroni nel livello più esterno, come elio, neon e argon, sono chimicamente stabili e non tendono a legarsi con altri atomi.
- Atomi instabili, come il carbonio e il sodio, cercano stabilità cedendo, acquistando o condividendo elettroni.
- Un livello energetico deve essere completamente occupato prima che gli elettroni possano riempire il successivo, e l'energia degli elettroni aumenta con la distanza dal nucleo.
Stabilità e instabilità dei legami chimici
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.
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.
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.
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 elementi come l'elio, il neon e l'argon sono considerati chimicamente stabili?
- Come possono gli atomi instabili raggiungere la stabilità?
Gli elettroni, specialmente quelli nei livelli energetici più esterni, determinano le proprietà chimiche di un atomo e la sua capacità di formare legami chimici.
Questi elementi sono chimicamente stabili perché hanno i loro livelli energetici più esterni completamente pieni, il che li rende non reattivi e non inclini a legarsi con altri atomi.
Gli atomi instabili possono raggiungere la stabilità cedendo, acquistando o condividendo elettroni con altri atomi per completare il loro livello energetico più esterno.
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