Legame chimico unità 1, modulo D del libro

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1 Legame chimico unità 1, modulo D del libro

2 PERCHÉ IL LEGAME CHIMICO? Gli atomi si trovano raramente isolati, spesso due o più atomi si uniscono tramite un legame chimico. Perché ciò avviene? Perché l insieme di atomi che si forma ha ENERGIA MINORE degli atomi separati, ed è quindi più stabile. Gli atomi si aggregano a formare molecole cedendo, acquisendo o mettendo in comune elettroni. Solo gli elettroni di valenza partecipano alla formazione del legame. I GAS NOBILI sono eccezionalmente stabili: infatti possiedono una configurazione elettronica con 8 elettroni (ad eccezione dell elio, che ne ha due). Questa configurazione corrisponde al massimo numero di elettroni possibile nel livello energetico più esterno Questo è il significato della REGOLA DELL OTTETTO: un atomo è particolarmente stabile quando ha 8 elettroni nel livello di valenza. Gli elementi tendono a raggiungere la configurazione stabile dei gas nobili cedendo o acquisendo elettroni oppure mettendo elettroni in comune tra più atomi. Per capire meglio, nella pagina successiva troverete le configurazioni elettroniche di tre atomi: Ne, Na e Cl.

3 1s 2s 2p Ne Z=10 Ne: 8 e - il livello 2 è completo. 1s 2s 2p 3s Na Z=11 Na: 1 e - se perdesse 1 e - avrebbe il livello 2 completo. 3s 3p Cl Z=17 [Ne] Cl: 7 e - se acquistasse 1 e- avrebbe il livello 3 completo.

4 IL LEGAME COVALENTE Il legame covalente si forma quando due atomi mettono in comune una coppia di elettroni. Cl + Cl Cl Cl Il legame covalente può essere puro (es. O 2 ) o polare (es. CO 2 ), a seconda della differenza di elettronegatività tra i due elementi che lo compongono. I LEGAMI COVALENTI MULTIPLI Possono essere doppi o tripli e si formano quando due atomi mettono in comune due o tre coppie di elettroni. O + O O O N + N N N Un legame singolo si chiama SIGMA Un legame doppio è formato da un SIGMA ed un PIGRECO Un legame triplo è formato da un SIGMA e due PIGRECO IL LEGAME IONICO Quando la differenza di elettronegatività tra due elementi che potrebbero legarsi è superiore a 1.9, avviene un trasferimento di elettroni da un elemento all altro: tra questi due ioni di carica opposta che si attraggono si forma un nuovo legame chimico, chiamato legame ionico. Na + + Cl - NaCl

5 RIASSUMENDO Con differenza di elettronegatività 0.4 legame covalente Con differenza di elettronegatività compresa tra 0.4 e 1.9 legame covalente polare Con differenza di elettronegatività 1.9 legame ionico Osservando il sistema periodico, si può dire con una certa approssimazione che: I non metalli formano tra loro legami covalenti, puri o polari; I metalli ed i non metalli formano tra loro legami ionici.

6 Poiché è importante capire quanti e - di valenza possiede un atomo, per rappresentarli si usano le STRUTTURE DI LEWIS: in questo modo si può vedere quali e - vengono coinvolti nel legame. Sono di seguito riportati alcuni esempi: IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA Li Be B C N O F Ne I legami vengono rappresentati dal numero di elettroni coinvolti o da una linea H H H H C H H N N H O H metano ammoniaca acqua

7 Durante la formazione dei legami covalenti, mediante compartecipazione di e-, gli orbitali atomici s e p si mescolano, formando i cosiddetti ORBITALI ATOMICI IBRIDI Gli orbitali atomici ibridi hanno le caratteristiche combinate degli orbitali di origine. Il numero degli orbitali ibridi è pari al numero di orbitali che danno origine all ibridazione 1 orbitale s + 1 orbitale p -----> 2 orbitali sp FIGURA A 1 orbitale s + 2 orbitali p -----> 3 orbitali sp 2 FIGURA B 1 orbitale s + 3 orbitali p -----> 4 orbitali sp 3 FIGURA C In una molecola la repulsione tra le coppie di elettroni (sia che partecipino ad un legame, sia che si tratti di coppie solitarie) fa sì che, nello spazio, esse tendano ad assumere orientazioni tali da minimizzare le repulsioni: 2 coppie di elettroni ----> 180 molecola lineare es: BeF > IBRIDO sp 3 coppie di elettroni ----> 120 triangolo equilatero es: BF > IBRIDO sp 2 4 coppie di elttroni ----> 109 tetraedro regolare es: CH > IBRIDO sp 3 FIGURA A FIGURA C In questa figura non sono rappresentati i lobi più piccoli FIGURA B

8 9) Il carbonio del metano (CH 4 ) è ibridato: a) sp b) sp 2 c) sp 3 d) non è ibridato Esercizi riassuntivi 10) Il legame tra H ed O nella molecola H 2 O è un legame a) covalente puro b) covalente multiplo c) ionico d) covalente polare 11) Quale composto è ionico a) F 2 b) KF c) NO 2 d) CO 12) Il legame tra N ed N nella molecola N 2 è un legame a) covalente puro b) covalente multiplo c) ionico d) covalente polare

9 13) Gli orbitali ibridi sp danno legami che a) formano angoli di 120 b) giacciono su due piani perpendicolari c) formano un tetraedro d) formano angoli di ) Quale composto è covalente a) NaCl b) K 2 SO 4 c) NO 2 d) KCl 15) Un triplo legame presenta a) un legame sigma e un legame pigreco b) due legami sigma e un legame pigreco c) un legame sigma e due legami pigreco d) tre legami sigma 16) Un legame singolo presenta a) un legame sigma b) un legame pigreco c) un legame sigma e un legame pigreco d) due legami sigma Esercizi riassuntivi