Concetti Chiave
- La teoria del legame di valenza, proposta da Linus Pauling nel 1930, spiega la formazione di legami covalenti tramite la sovrapposizione di orbitali atomici.
- Un legame covalente si forma quando una coppia di elettroni con spin opposto è condivisa tra due atomi, con la forza del legame che aumenta con la sovrapposizione degli orbitali.
- Il legame sigma si sviluppa lungo l'asse di legame ed è presente in tutti i legami covalenti semplici, mentre il legame pi greco si forma con sovrapposizioni laterali.
- Nella molecola di azoto, un legame sigma si forma tramite sovrapposizione testa-testa di un orbitale p, mentre due legami pi greco si formano con sovrapposizioni laterali.
- Ogni legame semplice è sigma, i legami doppi consistono in un sigma e un pi greco, mentre i legami tripli comprendono un sigma e due pi greco.
La teoria del legame di valenza
Nel 1930 Linus Pauling definisce la teoria del legame di valenza, che, tramite un modello quantomeccanico, spiega perché gli elementi si combinano tra loro per formare certe sostanze stabili e non altre. Questa descrive la formazione di un legame covalente a partire dagli orbitali atomici in cui sono presenti gli elettroni esterni. Tale teoria si basa sul fatto che, il legame covalente avviene fra due atomi quando, una coppia di elettroni con spin opposto è condivisa per parziale sovrapposizione di due orbitali. Maggiore è la sovrapposizione degli orbitali, maggiore sarà la forza del legame e maggiore sarà stabile la molecola. Quindi gli atomi tenderanno a legarsi, con l’obiettivo di riempire gli orbitali esterni che sono incompleti, e non la sua tendenza a raggiungere la configurazione elettronica del gas nobile più vicina.
Esempio della molecola di idrogeno
Se prendiamo come esempio la molecola di idrogeno, i suoi due atomi quando si avvicinano, i loro elettroni si accoppiano e gli orbitali 1s si sovrappongono parzialmente. A causa della sovrapposizione, i due elettroni con spin opposto messi in comune, hanno una maggiore possibilità di trovarsi nello spazio compreso tra i due nuclei.
Il legame sigma avviene quando la distribuzione elettronica si sviluppa lungo l’asse di legame ed è disposta in modo simmetrico intorno a esso. Tutti i legami covalenti semplici sono legami sigma.
Poi c’è un altro tipo di legame, ovvero quello pi greco, dove la distribuzione elettronica è concentrata in due regioni uguali e opposte rispetto all’asse di legame. Questo legame spiega la formazione di legami multipli.
La molecola di azoto
Se vediamo la molecola di azoto, notiamo che ogni atomo ha tre orbitali p incompleti. Solo uno di questi si può sovrapporre testa-testa dando origine a un legame sigma, mentre i restanti orbitali danno luogo a sovrapposizioni laterali formando due legami pi greco. Avremo quindi due legami pi greco che si fondono e danno origine a un cilindro di densità elettronica che circonda i due atomi.
Quindi, secondo questa teoria:
- Ogni legame semplice è un legame sigma;
- Ogni legame doppio è formato da un legame sigma e da uno pi greco;
- Ogni legame triplo è formato da un legame sigma e da due pi greco.
Domande da interrogazione
- Qual è il principio fondamentale della teoria del legame di valenza di Linus Pauling?
- Come si forma un legame sigma e quali sono le sue caratteristiche?
- Qual è la differenza tra legami sigma e legami pi greco nella molecola di azoto?
La teoria del legame di valenza spiega la formazione di legami covalenti attraverso la sovrapposizione di orbitali atomici, dove una coppia di elettroni con spin opposto è condivisa, aumentando la stabilità della molecola (testo).
Un legame sigma si forma quando la distribuzione elettronica si sviluppa lungo l'asse di legame in modo simmetrico; tutti i legami covalenti semplici sono legami sigma (testo).
Nella molecola di azoto, un legame sigma si forma tramite sovrapposizione testa-testa di un orbitale p, mentre due legami pi greco si formano tramite sovrapposizioni laterali degli altri orbitali p (testo).
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