Chimica generale e inorganica - legame chimico

Il legame chimico

Gli atomi tendono a legarsi spontaneamente fra di loro per formare delle molecole, ogni qual volta questo processo permette loro di raggiungere una condizione di maggiore stabilità energetica. Ciò dà luogo al legame chimico. Ogni legame tra atomi coinvolge, in un modo o nell'altro, gli elettroni di valenza dell'atomo stesso; gli elettroni di valenza sono quelli che si trovano nel livello energetico più esterno, cioè quello caratterizzato da numero quantico principale più elevato.

Prendiamo in considerazione la molecola di idrogeno H₂. Quando due atomi di idrogeno vengono avvicinati si hanno repulsioni protone-protone ed elettrone-elettrone ma anche attrazione protone-elettrone. Quali sono le condizioni che favoriscono la molecola H₂ rispetto agli atomi di idrogeno separati? La risposta è che si formerà un legame se in questo processo il sistema può abbassare la sua energia totale e la distanza a cui l'energia raggiunge il valore minimo è chiamata distanza di legame. Nella molecola di H₂ gli elettroni risiedono principalmente nello spazio fra i due nuclei.

Legame ionico

Il legame ionico ha una natura elettrostatica e si forma tra un elemento che ha bassa energia di ionizzazione (energia necessaria per allontanare un elettrone da un atomo o uno ione in forma gassosa) e un elemento che ha alta affinità elettronica (energia rilasciata quando un elettrone viene aggiunto ad un atomo gassoso), cioè tra elementi che possono formare facilmente ioni di carica opposta.

I metalli alcalini (Li, Na, K, Rb, Cs) e i metalli alcalino terrosi (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) perdono facilmente uno e due elettroni rispettivamente, raggiungendo la configurazione del gas nobile che li precede. Gli elementi dei gruppi 7A e 6A acquistano facilmente uno e due elettroni rispettivamente raggiungendo la configurazione del gas nobile che li segue. In pratica, un composto ionico si può avere quando un metallo reagisce con un non metallo. Gli atomi coinvolti nella formazione del legame ionico presentano differente elettronegatività.

Il solido ionico ha una struttura cristallina. Un esempio è rappresentato da NaCl in cui uno ione Na⁺ risulta circondato da sei ioni Cl^- e viceversa; anioni e cationi infatti si dispongono alternativamente in un reticolo cubico. Tale disposizione è detta cristallina perché macroscopicamente genera un cristallo.

Nello stato solido “non esiste una molecola ionica”. Quando si indica un composto ionico con una formula, quindi, non si vuol con essa descrivere una struttura molecolare autonoma ma soltanto il rapporto numerico esistente nel cristallo fra ioni positivi e negativi.