Chimica generale e inorganica - il legame ionico

Il legame ionico

È il tipo più semplice di legame chimico. Si realizza

quando un atomo di un elemento fortemente

elettropositivo (e quindi caratterizzato da bassa energia

di ionizzazione) si combina con un atomo di un elemento

fortemente elettronegativo (e quindi caratterizzato da una

elevata affinità elettronica).

NaCl KBr MgI CaF

2 2 1

Il legame ionico 17

11 Cl

Na -

Cl -

+ Cl

Na

1

Na: [Ne]3s

2 5

Cl: [Ne]3s 3p +

Na - +

Cl Na

+

Na : [Ne]

- -

Cl + -

Na Cl

2 6

: [Ne]3s 3p = [Ar]

Cl •

•

Na Cl

• -

•

• • •

•

+

[Na] Cl

•

• •

• •

• •

•

Attrazione elettrostatica fra ioni di carica opposta 2

Il legame ionico

Il legame ionico è interpretabile in base alle leggi classiche

dell’elettrostatica.

Nel modello descrittivo del legame ionico vengono fatte

due assunzioni:

1. Gli ioni che formano il reticolo cristallino sono sferici

ed indeformabili.

2. Il trasferimento di carica fra gli atomi è completo (gli

ioni hanno carica +1,+2,… o al contrario -1,-2,..). 3

Requisiti per la formazione del legame ionico

→ n+ -

M M + n e M bassa energia di ionizzazione

→ X

- n-

X + n e X elevata affinità elettronica

VIII I II III IV IV V VI VII VIII 4

Group Group

Il legame ionico Il cristallo di NaCl

→ ∆E

Na Na = E = 26 kcal/mol

(s) (g) 1 vaporizz

→ ∆E

/ Cl Cl = / E = 28,6 kcal/mol

1 1

2 2 (g) (g) 2 2 diss(Cl-Cl)

→ ∆E

Na + e = E = 118 kcal/mol

Na +(g) -

(g) 3 ionizz

→ ∆E

+ e Cl = E = -88,2 kcal/mol

Cl - -(g)

(g) 4 aff.elett.

+ Cl

Na

+(g) -(g)

∆E ∆E ∆E ∆E

+ + + = 84,4 kcal/mol

1 2 3 4 5

Il legame ionico Calcolo dell’energia reticolare

Chiamiamo “energia reticolare” l’energia liberata nella

formazione del “reticolo cristallino” dagli ioni componenti

portati da distanza infinita a distanza di legame.

L’energia reticolare risulta uguale alla somma di tre termini:

E = E + E + E

retic M R L

E = energia di Madelung

M

E = energia di repulsione interelettronica

R

E = energia di London

L

Il valore dell’energia di Madelung, che costituisce il termine

preponderante dell’energia reticolare, viene calcolato considerando

le interazioni elettrostatiche tra gli ioni costituenti il cristallo. 6

Il legame ionico - Energia reticolare

-

Cl +

Na

Reticolo

cristallino di NaCl

Numero di

coordinazione = 6 7

Il legame ionico - Energia reticolare

E =energia di repulsione

-

Cl R

interelettronica

+

Na

E= E +E

C R

2

e

= −

E

C r

0 E =energia coulombiana

C

di attrazione fra 2 ioni

8

2