Legami chimici e struttura dei materiali

LEGAMI CHIMICI E

STRUTTURA DEI

MATERIALI

METALLURGIA E

MATERIALI NON METALLICI

POLITECNICO DI MILANO

A. A. 2020 / 2021 LEGAMI CHIMICI E

STRUTTURA DEI MATERIALI

Struttura atomica

Le proprietà dei materiali dipendono dalla natura degli atomi che li

costituiscono, dallo stato di aggregazione e dal tipo di legami che si

instaurano tra i diversi atomi.

Le forze interatomiche si suddividono in:

- forze attrattive

- forze repulsive, esistenti solo a brevi distanze

- forza netta, data dalla somma di forza attrattiva e repulsiva

F = F + F

n a r

In una situazione di equilibrio la forza netta è pari a zero (F = 0); tale

n

equilibrio corrisponde al minimo valore che l’energia netta assume:

= + = − +

dove A, B sono valori fissati

e m, n dipendono dal

tipo di legame

Nel grafico energia – distanza, la curva che si viene a formare è indice delle

caratteristiche del composto che si sta analizzando:

- gola stretta e profonda: alto modulo di Young (E), elevata

temperatura di fusione, alta energia di legame e basso coefficiente di

dilatazione termica

- gola larga e poco profonda: basso modulo di Young (E), bassa

temperatura di fusione, bassa energia di legame e alto coefficiente di

dilatazione termica PAGINA 2

LEGAMI CHIMICI E

STRUTTURA DEI MATERIALI

Legami interatomici

Legame ionico

➢ avviene tra un non metallo e un metallo con la cessione di almeno un

elettrone verso il non metallo al fine di raggiungere una situazione di

equilibrio

➢ si formano ioni (cationi e anioni) dotati di una carica elettrica non

nulla

➢ non generano conduttori elettrici

➢ è un legame adirezionale

➢ genera una struttura cristallina ordinata e simmetrica

➢ materiali duri, fragili e non deformabili

➢ elevata temperatura di fusione

➢ legami propri di materiali ceramici e vetri

Legame covalente

➢ avviene tra elementi con elettronegatività simile

➢ prevede la condivisione di almeno un elettrone al fine di raggiungere

una situazione di equilibrio

➢ non sono conduttori di elettricità e calore

➢ legame direzionale

➢ materiali fragili

➢ materiali polimerici 2

−0,25( − )

% = − ∗ 100%

(1 )

dove x , x elettronegatività di A e B

A B

Legame metallico

➢ nuvola di elettroni circonda uno scheletro di ioni caricati

positivamente

➢ gli elettroni di valenza sono condivisi tra tutti gli atomi

➢ struttura tridimensionale ordinata, compatta ed a alta simmetria<