I legami chimici

Regola dell'ottetto

Gli atomi tendono a raggiungere la configurazione elettronica del più vicino gas nobile inerte (regola di Lewis-Pauling). Per il 2^o e il 3^o periodo, ciò comporta la presenza di 8 elettroni sul livello di frontiera. Per realizzare ciò possono:

Legami ionici e covalenti

• Acquistare o perdere elettroni (legame ionico, conformazione di ioni, specie elettricamente cariche).
• Formare legami condividendo elettroni con altri atomi (legame covalente).

Completamento degli orbitali di frontiera

Rimozione di elettroni dagli orbitali di frontiera.

Il legame ionico

Nel legame ionico sono presenti specie elettricamente cariche che si attraggono reciprocamente:

• Cationi: le specie cariche positivamente sono denominate (es. Na⁺).
• Anioni: le specie cariche negativamente sono denominate (es. F^-).

Il legame ionico si determina attraverso scambi di elettroni tra due specie:

• Una che cede elettroni (diventa cationica).
• Una che acquisisce elettroni (diventa anionica).

Elettronegatività e dimensioni ioniche

Il legame ionico si stabilisce fra atomi aventi molta elettronegatività differente:

• Ioni semplici carichi positivamente (cationi) sono sempre più piccoli degli atomi neutri dai quali derivano.
• Ioni semplici carichi negativamente (anioni) sono sempre più grandi degli atomi neutri dai quali si sono formati.
• Le dimensioni sia dei cationi che degli anioni aumentano scendendo lungo un gruppo.
• All'interno di una serie isoelettrica (insieme di specie che hanno lo stesso numero di elettroni), i raggi diminuiscono all’aumentare del numero atomico a causa dell’aumento della carica nucleare.

L'interazione elettrostatica dà origine al legame ionico:

A⁺ + B^- → A^- B⁺

Composti salini

Questo legame è caratteristico per i composti salini. Le grandi forze elettrostatiche che sono presenti nei sali fra i cationi e gli anioni stabilizzano il solido cristallino (es. NaCl fonde a 1075K). Nei sali, cationi ed anioni possono essere semplici atomi (es. KBr) oppure molecole elettricamente cariche (es. NH₄SO₄).