Concetti Chiave
- Gli elementi possono formare ioni con cariche multiple, come il calcio (Ca2+) e il magnesio (Mg2+), oltre a ferro (Fe2+, Fe3+) e rame (Cu+, Cu2+).
- Gli ioni complessi si formano quando gruppi di atomi legati covalentemente acquisiscono una carica elettrica, come nel caso dell'ammonio (NH4+) e del solfato (SO42−).
- I legami ionici sono il risultato dell'attrazione tra ioni di carica opposta, creando sostanze solide stabili, note come sali.
- Nel cloruro di sodio, i legami ionici sono forti nello stato solido, ma si indeboliscono quando il sale si dissolve in acqua.
- In un ambiente cellulare, l'attrazione ionica è ridotta, permettendo reazioni tra ioni e molecole polari, come nel caso di NaCl in acqua.
Formazione di ioni multipli
Alcuni elementi possono formare ioni dotati di cariche multiple in seguito alla cessione o all’acquisizione di più di un elettrone. Ne sono esempi lo ione calcio Ca2+ (un atomo di calcio che ha ceduto due elettroni) e lo ione magnesio (Mg2+). Due elementi di importanza biologica, il ferro e il rame, possono produrre più tipi di ioni stabili: il ferro produce lo ione ferroso Fe2+ e lo ione ferrico Fe3+, mentre il rame produce lo ione rameoso Cu+ e lo ione rameico Cu2+. Se un gruppo di atomi uniti da legami covalenti è dotato di carica elettrica, si parla di ione complesso; ne sono esempi lo ione ammonio (NH4+), lo ione solfato (SO42−) e lo ione fosfato (PO43−).
Legami ionici e sali
I legami ionici sono costituiti dall’attrazione elettrica tra ioni di carica opposta. Gli ioni possono formare legami che producono sostanze solide stabili (denominate con il termine generico di sali) come il cloruro di sodio (NaCl) e il fosfato di potassio (K3PO4).
Nel cloruro di sodio, il comune sale da cucina, i cationi e gli anioni sono tenuti insieme da legami ionici. Nei sali allo stato solido i legami ionici sono forti perché gli ioni si trovano molto vicini l’uno all’altro, ma quando i sali si disperdono in acqua la distanza tra gli ioni aumenta e quindi si riduce di molto la forza di attrazione.
Attrazione ionica nelle cellule
Nelle condizioni tipiche delle cellule viventi, cioè in un citoplasma fatto soprattutto di acqua, oltre che di molecole e ioni, in genere l’attrazione ionica è molto bassa, meno di un decimo di quella di un legame covalente apolare.
Gli ioni possono reagire anche con le molecole polari, dal momento che gli uni e le altre portano cariche elettriche. Si ha una reazione di questo tipo quando un sale come NaCl si disperde in acqua. Le molecole d’acqua circondano i singoli ioni, tenendoli lontani gli uni dagli altri.
Domande da interrogazione
- Quali sono alcuni esempi di ioni multipli e la loro importanza biologica?
- Come si formano i legami ionici e quali sostanze ne derivano?
- Qual è l'effetto della dispersione dei sali in acqua sull'attrazione ionica?
Alcuni elementi, come il ferro e il rame, possono formare ioni multipli: il ferro produce lo ione ferroso Fe2+ e lo ione ferrico Fe3+, mentre il rame genera lo ione rameoso Cu+ e lo ione rameico Cu2+. Questi ioni sono di grande importanza biologica.
I legami ionici si formano dall'attrazione elettrica tra ioni di carica opposta, creando sostanze solide stabili chiamate sali, come il cloruro di sodio (NaCl) e il fosfato di potassio (K3PO4).
Quando i sali, come il cloruro di sodio, si disperdono in acqua, la distanza tra gli ioni aumenta, riducendo significativamente la forza di attrazione ionica rispetto a quella presente nei solidi.
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