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1 IL LEGAME IONICO In natura solo i gas nobili presentano atomi allo stato libero. Tutte le altre sostanze consistono di molecole che sono aggregazioni di atomi. Le forze che tengono uniti gli atomi in una molecola sono dette legami chimici. Esistono tre classi di legami chimici: il legame covalente, il legame ionico e il legame metallico. Gli elettroni che partecipano al legame sono quelli più esterni, gli elettroni di valenza. Le teorie di legame prevedono in che modo gli atomi si legano fra loro per formare i composti. Esse prevedono anche quali combinazioni di atomi portano alla formazione di composti e quali invece non sono possibili. Spiegano, inoltre, la forma che le molecole assumono, che a loro volta determina molte delle loro proprietà fisiche e chimiche. La teoria di Lewis, che prende il nome dal chimico americano Gilbert Lewis ( ) fu introdotta nel 1916 per rappresentare gli elettroni di valenza degli elementi. In questo modello gli elettroni si rappresentano con dei pallini disegnando così le strutture a pallini o strutture di Lewis. In base alla teoria di Lewis un legame chimico implica la condivisione oppure il trasferimento di elettroni in modo che gli atomi che vi sono coinvolti raggiungano configurazioni elettroniche stabili. Una configurazione elettronica stabile consiste normalmente di otto elettroni nel livello esterno (regola dell ottetto). Se gli elettroni sono effettivamente trasferiti, si tratta di un legame ionico. Se, invece, gli elettroni sono condivisi, si tratta di un legame covalente.

2 Il legame ionico è un legame chimico di natura elettrostatica che avviene per la maggior parte delle volte tra un metallo (che cede elettroni) e un non metallo (che attrae elettroni). Si realizza quando la differenza di elettronegatività fra i due elementi che intendono legarsi è superiore a 1,9. Si verifica il trasferimento di uno o più elettroni dall'atomo meno elettronegativo (che perdendo elettroni diventa uno ione positivo, catione) all atomo più elettronegativo (che acquistando elettroni diventa uno ione negativo, anione). Il legame ionico è la conseguenza dell'attrazione elettrostatica che si manifesta tra i due ioni di carica opposta. Quest' attrazione tra il catione e l anione dà quindi luogo alla formazione di un composto ionico. Nella teoria di Lewis è rappresentato spostando i pallini (elettroni) dal metallo al non metallo. Per esempio, possiamo osservare il legame ionico nella molecola di cloruro di sodio. Il cloro e il sodio hanno le seguenti strutture di Lewis: Il sodio metallico a contatto con il cloro gassoso, con una reazione violenta, forma il cloruro di sodio. Nella reazione il sodio metallico cede al cloro il suo elettrone di valenza. Il sodio perdendo un elettrone assume una carica positiva e raggiunge la configurazione elettronica del neon (configurazione ad ottetto) mentre il cloro, acquistando un elettrone, assume una carica negativa e raggiunge la

3 configurazione elettronica dell argon (configurazione ad ottetto). Si forma il Cloruro di Sodio, un composto ionico in cui gli ioni Na + e gli ioni Cl - risultano uniti tramite legame ionico: I solidi ionici presentano tipicamente punto di fusione e punto di ebollizione elevati e sono fragili. Tutte le sostanze ioniche allo stato solido non esistono come molecole individuali. L attrazione tra cariche di segno opposto non si sviluppa lungo una sola direzione, ma agisce uniformemente in tutte le direzioni con formazione di un reticolo cristallino ordinato. Il numero di anioni che circonda un catione all interno del reticolo cristallino è detto numero di coordinazione del catione. Il numero di cationi che circonda un anione all interno del reticolo cristallino è detto numero di coordinazione dell anione. Nel Cloruro di Sodio lo ione Na + si circonda di sei ioni Cl - e lo ione Cl - si circonda di sei ioni Na +. Si forma il reticolo cristallino cubico di NaCl, cioè una struttura solida ordinata i cui ioni di carica opposta si alternano ordinatamente nelle tre direzioni dello spazio.

4 Nei composti ionici, dunque, la formula chimica non descrive una struttura molecolare, ma è una rappresentazione che indica la proporzione esistente nel cristallo tra ioni positivi e negativi (formula minima). Nel caso del Cloruro di Sodio (NaCl) tale proporzione è di 1:1. In un composto ionico, ciascuno ione ha proprietà specifiche e differenti dall atomo da cui ha tratto origine. I composti ionici, disciolti in acqua, sono conduttori di elettricità in quanto per condurre la corrente elettrica una sostanza deve soddisfare due condizioni: deve contenere ioni gli ioni devono essere liberi di muoversi. Anche allo stato fuso un composto ionico conduce elettricità, perché gli ioni si muovono liberamente.

5 Nello stato solido, invece, un composto ionico non conduce l elettricità perché gli ioni occupano posizioni fisse nel reticolo cristallino.

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