I LEGAMI CHIMICI E LA REGOLA DELL OTTETTO REGOLA DELL OTTETTO: Tutti gli atomi si legano, cedono, acquistano o condividono elettroni per raggiungere un livello esterno pieno di otto (o due) elettroni. (a parte l idrogeno che tende al duetto) Legame chimico: rappresenta l insieme delle forze che tengono uniti un atomo a un altro e si forma sempre fra almeno due atomi Energia di Legame: rappresenta l energia necessaria a rompere il legame chimico Gli atomi formano legami chimici per raggiungere una configurazione elettronica più stabile, generalmente la configurazione elettronica del gas nobile piu vicino, quindi quello con l ottetto completo. (gas nobili: inerzia chimica) Gli atomi formano legami chimici perché la molecola risultante è più stabile (ha energia minore) degli atomi isolati FORMAZIONE legami ROTTURA legami viene RILASCIATA energia viene ASSORBITA energia Innumerevoli sono i legami chimici, ma tutti si possono far rientrare in 3 grandi categorie: Legame ionico: nasce dalle forze elettrostatiche ATTRATTIVE che si esercitano tra IONI di CARICA OPPOSTA Legame metallico: è basato sulla forza di coesione esercitata dagli elettroni di valenza liberi di muoversi in un reticolo di cationi Legame covalente: è basato sulla CONDIVISIONE degli elettroni di valenza da parte di due atomi LEGAME IONICO: E il trasferimento di elettroni da un metallo ad un non metallo per formare ioni che si uniscono in un composto ionico solido. I metalli alcalini e gli alogeni possiedono una spiccata reattività.
In tutti i casi di legame ionico: il numero totale di elettroni ceduti dagli atomi metallici e uguale al numero totale di elettroni acquistati dagli atomi non metallici. LEGAME METALLICO: I metalli possiedono caratteristiche esclusive: Lucentezza Malleabilità cioè possono essere ridotte in lamine Duttilità cioè trasformarsi in fili sottili Conducibilità elettrica e termica Tra i modelli che descrivono il legame metallico vi è il modello a nube elettronica di P. Drude (1863-1906), il quale afferma che in un metallo gli atomi perdono i loro elettroni di valenza trasformandosi in cationi (ioni positivi). Gli ioni si dispongono in modo da impacchettarsi nel miglior modo possibile (massimo impacchettamento), creando così strutture geometriche ben definite. Gli elettroni di valenza non appartengono più ai singoli atomi, ma sono liberi di muoversi (elettroni delocalizzati) tra i vari cationi. Possiamo quindi immaginare un cristallo metallico come costituito da un reticolo di ioni positivi immersi in un mare di elettroni che ne costituiscono l elemento legante. LEGAME COVALENTE: Ma la condivisione di elettroni è senza dubbio il modo principale in cui gli atomi interagiscono chimicamente, in caso di condivisione si ha un LEGAME COVALENTE. In corrispondenza di una certa distanza internucleare, a fronte della crescente
repulsione viene raggiunta la l attrazione massima e il sistema ha l energia potenziale minima. In un legame covalente, ciascun atomo conta gli elettroni condivisi come appartenenti completamente a se stesso. Un legame covalente è detto puro (o omopolare o apolare) quando si forma fra atomi dello stesso elemento, quindi con lo stesso valore di elettronegatività. In questo caso, gli elettroni che vengono messi in comune fra i due atomi vengono attratti con la stessa forza da entrambi i nuclei e, perciò, vengono ad essere condivisi equamente fra i due atomi (c e una distribuzione simmetrica della nube elettronica). Può essere a sua volta diviso in: 1. Legame covalente puro singolo, dove ciascuno dei 2 atomi presentano un elettrone esterno solitario (spaiato). A ciascuno dei 2 atomi serve un solo elettrone per raggiungere la stabilità, quindi i 2 elettroni spaiati vengono condivisi. Ora i 2 elettroni di legame appartengono ad entrambi gli atomi. Es : la molecola dell idrogeno (H2) o del cloro (Cl 2 ) 2. Legame covalente puro doppio, che si ha quando i 2 atomi, per raggiungere l ottetto, devono condividere 2 coppie di elettroni. In tal caso nella molecola si viene a formare un doppio legame, che viene rappresentato da 2 trattini. Es:
3. Legame covalente puro triplo, dove i 2 atomi hanno 5 elettroni nel livello più esterno, e quindi hanno ognuno 3 elettroni spaiati, che metteranno in comune per raggiungere la configurazione ad ottetto. Si forma così un triplo legame, rappresentato con 3 trattini posti tra i simboli chimici dei 2 atomi. Un legame triplo è più corto e più forte di un legame doppio. Es: Un legame covalente è detto polare (o eteropolare) : si realizza tra atomi di elementi diversi (ma i 2 atomi devono avere una differenza di elettronegatività inferiore a 1,7). Es: HCl (acido cloridrico) nella quale H e Cl condividono una coppia di elettroni. La coppia di elettroni che costituisce il legame risulta spostata verso l atomo più elettronegativo (in questo caso Cl). Quest ultimo acquista quindi una parziale carica negativa, mentre l altro atomo (nel nostro caso l H), assume una parziale carica positiva. Si viene a creare un dipolo, e il legame è detto covalente polare.
Anche il legame covalente polare può essere singolo, doppio o triplo. Esempi 1) Legame covalente polare singolo 2) Legame covalente polare doppio 3) Legame covalente polare triplo ELETTRONEGATIVITA E la capacita relativa di un atomo legato di attrarre gli elettroni condivisi in un legame chimico.
Elettronegatività è inversa al raggio atomico: infatti il nucleo di un atomo più piccolo è più vicino alla coppia condivisa di quanto sia quello di un atomo più grande e quindi attrae più fortemente gli elettroni di legame. ΔEN è la differenza di elettronegatività tra i 2 atomi che formano il legame, a seconda della differenza di elettronegatività possiamo avere legami diversi. ESERCIZIO 1: Per ciascun composto seguente dire se è in prevalenza ionico, covalente polare, in prevalenza covalente o covalente apolare : NaCl ΔEN = 2.1 legame in prevalenza ionico KBr ΔEN = 2.0 legame in prevalenza ionico Cl 2 ΔEN = 0 legame covalente apolare HCl ΔEN = 0.9 legame covalente polare