Legami chimici

I legami

Il legame chimico viene inteso come l'agente che tiene uniti gli atomi in una molecola. Il legame si forma poiché i sistemi evolvono spontaneamente verso una configurazione che riduce la loro energia potenziale, dunque verso una configurazione più stabile che è garantita dal legame stesso. Affinché vi sia la formazione di un legame c'è bisogno che gli atomi cedano una parte della loro energia totale. Pertanto, una molecola biatomica risulterà essere più stabile dei due atomi singoli separati, dai quali si è formata, poiché la sua energia totale è minore di quella dei due atomi.

Quando due o più atomi si avvicinano, i loro elettroni interagiscono e possono disporsi intorno ai nuclei in configurazioni alternative rispetto agli atomi isolati, alle quali corrisponde un'energia potenziale totale minore. L'abbassamento d'energia stabilizza l'aggregato rispetto agli atomi isolati grazie alla formazione dei legami chimici. I legami chimici si formano per la condivisione o per il trasferimento di elettroni fra gli atomi.

Tipi di legami chimici

Il tipo di legame che si forma tra una coppia di atomi è determinato dalla capacità di ciascun atomo ad attrarre elettroni dall'altro. Quando un atomo perde uno o più elettroni si forma uno ione carico positivamente (chiamato catione), mentre quando un atomo acquista elettroni si forma uno ione carico negativamente (anione). La possibilità che un atomo isolato perda un elettrone è in relazione con l'energia di ionizzazione, mentre la tendenza ad acquistare un nuovo elettrone è correlata con l'affinità elettronica.

Quando l'atomo è legato con un altro atomo, la tendenza che esso ha di attrarre elettroni del partner di legame è misurata dall'elettronegatività, che è in relazione con l'energia di ionizzazione e l'affinità elettronica. Confrontando i valori di elettronegatività di coppie di atomi, si può prevedere se essi formeranno un legame ionico, covalente o covalente polare.

Teorie del legame chimico

• Teoria del legame di valenza (VB): Lewis, 1916 – Pauling. Gli atomi che formano la molecola conservano intatta la struttura elettronica interna e si legano fra loro mediante condivisione di coppie di elettroni esterni.
• Teoria degli orbitali molecolari (MO): 1927. Gli atomi non conservano la loro identità, tutti i loro elettroni si distribuiscono su nuovi orbitali molecolari che hanno al centro i nuclei degli atomi che partecipano al legame. Tiene conto anche degli elettroni interni, che influiscono sulle proprietà degli atomi.

Regola dell'otteto

Ciascun atomo tende a raggiungere la configurazione elettronica esterna più stabile possibile, ossia quella caratterizzata da otto elettroni nel guscio esterno (tipica dei gas nobili S² P⁶) tramite la formazione di legami tra atomi della stessa specie o di specie diversa. Pertanto, l'ottetto può essere raggiunto in due modi:

• Legame ionico: Mediante il trasferimento di uno o più elettroni da un atomo all'altro. Un elemento cede un elettrone e non importa di quanto acquista l'altro atomo.
• Legame covalente: Mediante la condivisione di uno o più elettroni provenienti da ciascuno degli atomi.

Classificazione dei legami

• Legami covalenti: Sono quelli che danno origine a molecole. Possono essere:
  • Covalenti omopolari
  • Covalenti polari
  • Covalenti di coordinazione (dativo)
• Legami elettrostatici: Danno origine a un composto ionico, come ad esempio:
  • Legame ionico: Da un legame ionico si ottiene un sale, ovvero un cristallo che è completamente diverso da una molecola.
  • Legame metallico
• Forze intermolecolari:
  • Legame ione-dipolo
  • Legame dipolo-dipolo
  • Legami di Van der Waals
  • Legame dipolo-dipolo indotto
  • Legame dipolo indotto-dipolo indotto (Forze di London)
  • Legame idrogeno

Legame ionico

È un legame dovuto all'attrazione elettrostatica tra cariche.