Chimica

Ionizzazione e affinità elettronica

L'ionizzazione (IE) è l'energia necessaria per rimuovere il terzo elettrone meno legato ed è detta terza energia di ionizzazione (IE3).

Energia di prima ionizzazione:

• Andamento generale dell'energia di prima ionizzazione degli elementi del gruppo A in funzione della posizione nella tavola periodica. Eccezioni compaiono nei Gruppi IIIA a VIA.

Affinità elettronica (EA) è la variazione di energia per il processo di aggiunta di un elettrone a un atomo gassoso per formare un anione.

X(g) + e → X-(g) EA1

Questo processo può essere endotermico o esotermico, a seconda dell'elemento.

• Per alcuni elementi, l'energia viene rilasciata quando l'atomo gassoso accetta un elettrone (EA negativo).
• Per altri elementi, è necessaria energia affinché l'atomo gassoso accetti un elettrone (EA positiva).

Legami chimici

Legame ionico: quando un elemento è costituito da atomi che facilmente perdono

unità formula.I composti ionici sono spesso chiamati "Sali" e presentano le seguenti proprietà:

1. Struttura cristallina;
2. Sono rigidi e fragili;
3. Hanno elevato punto di fusione e di ebollizione il legame ionico è "forte";
4. Scarsi conduttori di elettricità nello stato solido;
5. Molti solidi ionici sono solubili in acqua;
6. Buoni conduttori di elettricità quando vengono disciolti in acqua;

Per dissociare una mole di NaCl (cloruro di sodio), solido negli ioni gassosi Na e Cl sono necessari +769 kj di energia!

NaCl(s) → Na (g) + Cl (g) ΔH = +769 kj/mol

Legame covalente:

Gli atomi possono anche creare legami chimici condividendo equamente gli elettroni tra loro. Questi legami sono chiamati legami covalenti. I legami covalenti si formano tra due atomi quando entrambi hanno la tendenza ad attrarre gli elettroni verso di sé (cioè quando i due atomi hanno energie di ionizzazione e affinità elettroniche

I composti che contengono legami covalenti presentano proprietà fisiche diverse rispetto ai composti ionici:

1. Poiché l'attrazione tra le molecole è più debole di quella tra ioni elettricamente carichi, i composti covalenti hanno generalmente punti di fusione e di ebollizione molto più bassi rispetto ai composti ionici;
2. Molti sono liquidi o gassosi a temperatura ambiente e allo stato solido sono in genere molto più morbidi dei solidi ionici;
3. La maggior parte dei composti covalenti sono insolubili in acqua;
4. Essendo elettricamente neutri, sono scarsi conduttori di elettricità in qualsiasi stato.

Esempio:

Man mano che i due atomi di H si avvicinano i loro orbitali di valenza 1s iniziano a sovrapporsi.

La forte attrazione di ciascun elettrone

L'energia potenziale di due atomi di idrogeno separati diminuisce quando si avvicinano l'uno all'altro e i singoli elettroni di ciascun atomo

Vengono condivisi per formare un legame covalente. La lunghezza del legame è la distanza internucleare alla quale si raggiunge l'energia potenziale più bassa.

È essenziale ricordare che per rompere i legami chimici è necessario aggiungere energia (processo endotermico), mentre la formazione di legami chimici rilascia energia (processo esotermico).

Nel caso dell'H il legame covalente è molto più forte; per rompere i legami in una mole di molecole di idrogeno e provocare la separazione degli atomi è necessario aggiungere una grande quantità di energia (436kj):

H2(g) → 2H(g) ΔH = 436kj

Al contrario, la stessa quantità di energia viene rilasciata quando una mole di molecole di H2 si forma da due moli di...

Se gli atomi che formano un legame covalente sono identici si parla di legame covalente puro. Quando gli atomi legati da un legame covalente sono diversi, gli elettroni di legame sono condivisi, ma non più in

modo uguale. Questa distribuzione ineguale degli elettroni è nota come legame covalente polare, caratterizzato da una carica positiva parziale su un atomo e da una carica negativa parziale dell'altro. L'atomo che attira più fortemente gli elettroni acquisisce la carica parziale negativa e viceversa. Il fatto che un legame sia covalente polare o non polare è determinato da una proprietà degli atomi legati chiamata elettronegatività. L'elettronegatività (lettera greca "chi") è una misura della tendenza di un atomo ad attrarre gli elettroni di legame verso di sé. In un legame covalente polare l'atomo più elettronegativo è quello con la carica parziale negativa. I valori di elettronegatività derivati da Linus Pauling seguono tendenze periodiche prevedibili. L'elettronegatività è una proprietà periodica della tavola periodica.

L'elettronegatività aumenta da sinistra a destra in un periodo della tavola periodica e diminuisce in un gruppo. Quindi: se Δx < 0,4 covalente puro, se 0,4 < Δx < 1,8 polare, se Δx > 1,8 ionico. Esempi: Δx (H-H) = 0, Δx (H-C) = 0,9, Δx (Na-Cl) = 2,1. Questa suddivisione non è sempre valida. Ad esempio Δx (HF) = 1,9. Tuttavia il legame H-F è covalente polare, non ionico. Alcuni composti contengono sia legami covalenti che ionici. Ad esempio: il cloruro di ammonio NH4Cl è un composto ionico, contiene ioni NH4+ e Cl-. Il legame è ionico tra gli ioni NH4+ e Cl-. In NH4+ il legame è covalente tra gli atomi di N e H4+. Simboli di Lewis: si usano i simboli di Lewis per descrivere la configurazione degli elettroni di valenza di atomi e ioni monoatomici. Intorno al simbolo dell'elemento si mette un punto per ogni elettrone di valenza. I simboli di Lewis sono usati principalmente per indicare la formazione