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LEGAMI CHIMICI
Gli atomi presenti in natura sono circa 89, ma tutti i corpi dell'universo sono formati dall'unione di questi elementi. Proprio questa è la dimostrazione dell'esistenza dei legami chimici. Essi avvengono se l'insieme degli atomi che ne risulta ha energia minore degli atomi separati. Se l'energia potenziale dei due atomi diminuisce si forma quindi il legame, se aumenta il legame fallisce.
L'energia di legame è la quantità di energia necessaria (per mole) a rompere un determinato legame.
GAS NOBILE E REGOLA DELL'OTTETTO
Quando gli atomi si avvicinano per formare un legame chimico, partecipano solo gli elettroni coinvolti, ovvero quelli di valenza. Se applichiamo il simbolo di Lewis, che attribuisce un puntino ad ogni elettrone di valenza, noteremo che nella tavola periodica le file verticali avranno lo stesso numero di elettroni. In seguito i chimici capirono che il numero otto, di elettroni, era il numero necessario ad un atomo per raggiungere la stabilità. Questo quindi è il significato della legge dell'ottetto.
Un atomo è stabile quando ha 8 elettroni nel guscio di valenza
LEGAME COVALENTE
È responsabile della formazione delle molecole. In questo legame vengono condivisi da nuclei positivi gli elettroni. I due elettroni condivisi appartengono contemporaneamente ai due atomi.
Il legame covalente si forma quando due atomi mettono in comune una coppia di elettroni, consentendo a ciascun atomo di avere otto elettroni nel guscio di valenza.
Non sempre però questa regola viene rispettata
La valenza rappresenta il numero di elettroni che un elemento guadagna, perde o mette in comune in un legame chimico.
Nei primi quattro gruppi il numero di legami o valenze dipende dal numero degli elettroni di valenza che tendono ad assumere la conurazione elettronica del gas nobile che li precede.
La valenza degli ultimi quattro gruppi dipende da quanti elettroni mancano per raggiungere l'ottetto.
LEGAMI COVALENTI MULTIPLI
Per raggiungere la stabilità di un gas perfetto gli atomi mettono in comune due o tre coppie di elettroni. Prendendo i nomi di legame doppio o triplo. L'ordine (o molteplicità) indica il numero di coppie di elettroni messi in comune. Un legame doppio è più corto di uno singolo, uno triplo è più corto di uno doppio, ma ha bisogno di un energia maggiore per allontanare i due atomi.
LEGAME COVALENTE DATIVO (O COVALENTE COORDINATO)
In questo legame la coppia di elettroni messa in comune è fornita da uno solo degli atomi che partecipa al legame.
Nella molecola di ammoniaca ad esempio, l'azoto ha due elettroni liberi che sono dati dall'azoto donatore, e lo ione H+ partecipa al legame come accettatore. Quando l'accettatore è un metallo (coordinante), che si trova al centro, o uno ione metallico, circondato da un certo numero di ioni negativi o molecole(leganti), si ottiene un complesso, o composto di coordinazione. Per indicare questo tipo di legame si usa una freccia diretta verso l'atomo che mette in comune agli altri i propri elettroni.
Se due atomi identici sono legati da un legame covalente esercitano la stessa forza sugli elettroni in comune, ma se gli elementi sono diversi la forza esercitata cambia provocando lo spostamento dell'elettrone più rivolto verso l'elemento che esercita forza maggiore. Si dice allora che l'atomo ad esempio di cloro ha un'ellettronegatività maggiore rispetto l'altro.
L'elettronegatività misura la forza di attrazione di un atomo sugli elettroni messi in comune nel legame covalente.
L'equilibrio della molecola non viene alterato, ma si verrà a creare un polo positivo e uno negativo, questo legame è detto legame covalente polare.
Il centro delle cariche positive non coinciderà più con quello delle negative, si verrà a formare un dipolo, ovvero la separazione delle cariche). Ci sono varie scale dell'elettronegatività, quella più nota è quella di Pauling.
Maggiore è la differenza tra l'elettronegatività fra i due atomi e maggiore sarà il carattere ionico e la polarità del legame.
LEGAME IONICO
Quando l'elettronegatività è maggiore di 1,9 avviene un trasferimento di elettroni da un atomo all'atro, formando due ioni con carica positiva opposta. Questo legame è detto legame ionico. I due atomi di carica opposta si attraggono per effetto della forza elettrostatica. I fattori che favorisco questo processo sono:
(energia di ionizzazione) spesa per strappare l'elettrone;
l'energia prodotta nella formazione dello ione (affinità elettrica) e quella ricavata con l'avvicinamento degli ioni di carica opposta.
Il legame ionico è dovuto alla forza di attrazione che tiene uniti ioni di carica opposta.
i metalli dei gruppi I, II, III ( con 1,2,3 elettroni di valenza) perdono elettroni e diventano positivi, assumendo la struttura del gas nobile più vicino.
I non metalli dei gruppi V, VI, VII (con 5,6,7 elettroni di valenza) tendono ad acquistare un elettrone diventando negativi, sempre con la conurazione del gas nobile più vicino.
Se metalli e non metalli si incontrano, i metalli cedono elettroni esternai non metalli.
Fra ioni di carica opposta si stabilisce una forza di attrazione che rappresenta il legame ionico.
I COMPOSTI IONOCI SI DISSOCIANO
Quando il sodio si unisce al cloro, quest'ultimo riceve un elettrone, assumendo una carica negativa, che attira intorno a se sei ioni di sodiche si pongono a contatto con quelli di cloro. Il sodio circondato dai sei ioni di cloro forma così un reticolo cristallino. Ma il numero sei non è una regola generale, a volta sono circondati anche da 8 ioni di carica opposta. La presenza di questo reticolo spiega l'elevato punto di fusione di questi composti solidi. Il passaggio di elettricità è dovuto dal movimento degli anioni (-) verso il polo positivo, e dai cationi (+) verso il polo negativo. L'acqua è in grado di sciogliere i legami ionici.
LEGAME METALLICO
Il legame metallico è dovuto dall'attrazione fra gli ioni metallici positivi e gli elettroni mobili che li circondano. Il sodio ad esempio presenta un elettrone nello stato più esterno e lo mette in comune. Gli altri atomi fanno altrettanto, mettendo in comune tutti gli elettroni di valenza. Questo legame metallico è quindi di tipo cooperativo. Gli ioni positivi occupano posizioni quasi fisse, mentre gli elettroni si spostano liberamente da un atomo all'altro.
La tavola ci può indicare anche il tipo di legame che si possono creare:
i metalli formano legami metallici;
i non metalli formano legami covalenti
i metalli e non metalli formano legami ionici.
Secondo la teoria del legame di valenza:
Il legame covalente si forma quando gli orbitali semipieni di due atomi danno origine ad un nuovo orbitale che permette ad entrambi gli elettroni di appartenere a ciascun atomo. Questo nuovo orbitale è chiamato ORBITALE MOLECOLARE.
Quando l'orbitale si sviluppa lungo la linea di congiunzione tra i due nuclei è chiamato orbitale sigma(σ).
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