I LEGAMI CHIMICI. I legami chimici si formano quando gli atomi cedono, acquistano oppure mettono in comune

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1 I LEGAMI CHIMICI I legami chimici si formano quando gli atomi cedono, acquistano oppure mettono in comune alcuni elettroni con altri atomi, per completare il guscio elettronico più esterno. 1. LEGAME IONICO Nel legame ionico un atomo cede un elettrone e un altro atomo lo acquista. Ad esempio il sodio (Na) ha numero atomico 11 (Z=11): ha 1 solo elettrone nel suo guscio elettronico più esterno. Per diventare più stabile, può liberarsi di questo elettrone e rimanere con il secondo guscio elettronico al completo. Perdendo un elettrone l atomo diventa un IONE POSITIVO (Na + ), cioè ha carica elettrica positiva perché ha un elettrone in meno rispetto al numero dei suoi protoni: ora ha 10 elettroni e 11 protoni. Il cloro ha numero atomico 17: ha 7 elettroni nel guscio elettronico più esterno, gli manca 1 solo elettrone per completarlo. Quindi acquista l elettrone ceduto dal sodio e diventa uno IONE NEGATIVO (Cl - ), cioè con carica elettrica negativa, perché ora ha 18 elettroni e 17 protoni. Gli ioni Na + e Cl - hanno carica elettrica opposta e quindi si attraggono! Si forma il composto CLORURO DI SODIO (NaCl)

2 2. LEGAME COVALENTE Nel legame covalente gli atomi mettono in comune alcuni elettroni del loro guscio elettronico più esterno. Ad esempio l ossigeno (O) ha numero atomico 8 (Z=8), quindi ha 2 elettroni nel primo guscio e 6 elettroni nel secondo. Per completare il guscio elettronico più esterno ha bisogno di altri due elettroni. L idrogeno ha numero atomico 1 (Z=1), quindi ha un solo elettrone nel suo unico guscio elettronico. Per completarlo ha bisogno di un altro elettrone (il primo guscio elettronico può contenere al massimo due elettroni). Ecco che si forma la molecola di acqua: un atomo di ossigeno mette in comune due elettroni con due atomi di idrogeno, i quali a loro volte mettono in comune il loro elettrone. Mettere in comune significa che gli elettroni condivisi ruotano per un po di tempo intorno al nucleo dell ossigeno e per un po intorno ai nuclei degli atomi di idrogeno

3 3. LEGAME METALLICO I metalli tendono a cedere i loro elettroni più esterni, diventando così ioni positivi. Gli elettroni hanno molta libertà di movimento e formano una nuvola di elettroni intorno agli ioni. Si chiama legame metallico l attrazione elettrica che tiene insieme gli ioni positivi e la nube di elettroni. I metalli sono buoni conduttori della corrente elettrica proprio per la presenza di questi elettroni molto mobili. La valenza è il numero di elettroni che un atomo mette in gioco per completare il proprio guscio elettronico più esterno. Es. ossigeno: ha valenza 2 perché tende ad acquistare 2 elettroni Es. carbonio: ha valenza 4 perché tende ad acquistare 4 elettroni Es. sodio: ha valenza 1 perché tende a cedere 1 elettrone I gas nobili o inerti hanno valenza zero, perché non acquistano né cedono elettroni: non formano legami chimici perché il loro guscio elettronico più esterno è completo.

4 LE REAZIONI CHIMICHE Una reazione chimica è un processo in cui partendo da alcune sostanze, I REAGENTI, se ne ottengono altre, I PRODOTTI, diverse da quelle di partenza. Le reazioni possono essere: Esotermiche: una reazione esotermica libera energia (ad esempio tutte le combustioni) Endotermiche: una reazione endotermica ha bisogno di energia per avvenire (sottrae energia all ambiente). Ad esempio la fotosintesi è una reazione endotermica, per avvenire ha bisogno dell energia luminosa del sole: 6 H 2 O + 6 CO 2 + ENERGIA LUMINOSA C 6 H 12 O O 2 REAGENTI PRODOTTI Le reazioni chimiche non avvengono tutte alla stessa velocità, vi sono reazioni lente, altre sono più veloci, altre sono velocissime, cioè esplosive. Negli esseri viventi ci sono speciali proteine chiamate enzimi che fanno aumentare la velocità delle reazioni chimiche che avvengono nelle cellule e che sono indispensabili per la vita.

5 LE LEGGI FONDAMENTALI DELLA REAZIONI CHIMICHE Tra il Settecento e l Ottocento, grazie a numerosi studiosi francesi e inglesi, tra cui Lavoisier, Proust e Dalton, vengono individuate le leggi fondamentali che regolano le reazioni chimiche. Legge di Lavoisier: In una reazione chimica nulla si crea e nulla si distrugge Legge di Proust: Le quantità dei diversi elementi che si combinano a formare un dato composto stanno sempre tra loro in una proporzione ben precisa e fissa Il chimico inglese John Dalton spiega queste affermazioni formulando meglio la TEORIA ATOMICA: afferma che la materia è fatta da tantissime particelle indivisibili, gli ATOMI, che sono tipici di ciascun elemento chimico. Dalton riformula le leggi di Lavoisier e Proust in questo modo: La legge di Lavoisier: In una reazione chimica nulla si crea e nulla si distrugge per Dalton diventa: Nelle reazioni chimiche gli atomi non scompaiono e non si creano dal nulla: essi passano soltanto da un composto ad un altro. La legge di Proust: Le quantità dei diversi elementi che si combinano a formare un dato composto stanno sempre tra loro in una proporzione ben precisa e fissa per Dalton diventa: Ogni molecola di un dato composto è sempre formata dallo stesso numero di atomi dei diversi elementi che lo compongono.

6 L OSSIGENO E I SUOI COMPOSTI L ossigeno è l elemento più abbondante sulla terra: è presente nell aria, nell acqua, nelle rocce, negli esseri viventi. È un elemento molto reattivo e si combina facilmente con molti elementi attraverso reazioni chiamate ossidazioni. 1. LE OSSIDAZIONI Quando l ossigeno si lega con un metallo (la maggior parte degli elementi della tavola periodica) si forma un OSSIDO BASICO. metallo + ossigeno ossido basico Es. il ferro se viene esposto all aria arrugginisce: la ruggine è l ossido di ferro (FeO), il composto che si forma quando gli atomi del ferro si legano agli atomi dell ossigeno dell aria. Gli ossidi basici sono solidi e se sciolti nell acqua formano composti chiamati BASI. Quando l ossigeno si lega con un non metallo si forma un OSSIDO ACIDO o ANIDRIDE. non metallo + ossigeno ossido acido Es. l anidride carbonica è un ossido acido (CO 2 ) Gli ossidi acidi sono generalmente gassosi e se sciolti nell acqua formano composti chiamati ACIDI. 2. LE COMBUSTIONI Si chiamano combustioni tutte le reazioni in cui si ha ossigeno tra i reagenti e anidride carbonica tra i prodotti. Es. la carta per bruciare ha bisogno di un po di calore iniziale e di ossigeno. La parte della carta che brucia è la cellulosa (C 6 H 10 O 5 ), il resto rimane dopo la reazione sotto forma di cenere. La cellulosa reagisce con l ossigeno dell aria, producendo anidride carbonica (CO 2 ) e vapore acqueo (H 2 O), che formano il fumo. Questa reazione libera moltissimo calore che rende incandescente il fumo, creando la fiamma. Per avviare una combustione è necessaria un po di energia chiamata energia di attivazione.

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