Legami chimici e ibridazione

Legame chimico

Legami intramolecolari

Gli atomi di quasi tutti gli elementi, a parte i gas nobili, non si trovano mai liberi in natura ma sempre legati ad altri atomi per formare molecole o aggregati cristallini. Il legame chimico rappresenta le forze di attrazione che legano stabilmente gli atomi nelle molecole dei composti molecolari e gli ioni negli aggregati cristallini dei composti ionici. Il legame chimico si forma perché l’energia del sistema molecola è inferiore all’energia dei due atomi isolati.

Molecola → aggregato di atomi uguali o diversi tra loro uniti da legami chimici.

• Energia di legame: quantità di energia necessaria per rompere il legame (kJ/mole o kcal/mole).
• Ordine di legame: numero di legami tra due atomi.
• Lunghezza di legame: distanza fra i nuclei di due atomi che formano un legame, e possono avere lunghezze diverse avvicinando i nuclei.

Il legame interessa solo gli elettroni più esterni degli atomi: ogni atomo tende a completare gli orbitali del livello più esterno e quindi ad avere 8 elettroni di valenza (regola dell’ottetto) assumendo o cedendo elettroni (legame ionico) o mettendo elettroni in compartecipazione (legame covalente).

• Legame ionico
• Legame covalente (puro e polare)
• Legame metallico

Legame ionico

Il legame ionico si realizza tra un metallo e un non metallo e comporta il trasferimento di elettroni da un atomo all’altro.

• I metalli tendono a perdere un elettrone, diventando cationi.
• I non metalli tendono ad acquistare un elettrone, diventando anioni, quindi il metallo trasferisce uno o più dei suoi elettroni al non metallo.

Tra i due ioni di segno opposto si esercita una forza di attrazione elettrostatica. Allo stato solido si forma un reticolo cristallino tridimensionale in cui cationi e anioni si ripetono con regolarità.

Esempi: NaCl (cloruro di sodio), KCl (cloruro di potassio), MgS (solfuro di magnesio).

Proprietà dei composti ionici

• In condizioni normali non formano una singola molecola, ma un intero reticolo cristallino in cui ogni ione positivo (catione) si circonda di ioni negativi (anioni) e viceversa (configurazione di massima stabilità energetica).
• I solidi ionici sono caratterizzati da alte temperature di fusione, poiché nel corpo del liquido gli ioni positivi e negativi non sono posizionati in maniera regolare (con relativa minimizzazione dell'energia) come nel solido.
• I solidi ionici risultano facilmente solubili in solventi polari come l’acqua, in quanto la configurazione stabile, cristallina è difficilmente variabile.
• Non sono buoni conduttori di corrente.
• Reticolo cristallino = energia reticolare: energia liberata quando si forma un cristallo.
• La formazione del reticolo cristallino a partire dagli ioni in fase gassosa libera energia, emessa come calore, che prende il nome di energia reticolare.
• Nei composti ionici non è possibile identificare la molecola. La scritta NaCl esprime la formula empirica o minima, che indica la natura degli ioni presenti nel cristallo e il più semplice rapporto tra gli ioni.