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Legami chimici
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Di cosa parla
- I legami chimici si formano per aumentare la stabilità degli atomi e diminuirne l'energia, modificando la configurazione elettronica esterna. Sono forze attrattive tra elettroni di valenza e nuclei.
- Le proprietà chiave dei legami chimici includono l'energia di legame (energia liberata/richiesta), l'ordine di legame (numero di legami tra atomi) e la lunghezza di legame (distanza tra i nuclei). Legami di ordine superiore sono più corti e forti.
- La notazione di Lewis rappresenta gli elettroni di valenza come puntini (singoli) o trattini/doppi puntini (doppietti), essenziale per comprendere la formazione dei legami.
- La configurazione elettronica dell'ottetto (ns²np⁶) è la base della stabilità dei gas nobili. Altri atomi tendono a raggiungerla formando legami, anche se esistono eccezioni (elio, idrogeno, berillio, boro e ottetti espansi).
- I legami chimici primari (interatomici) includono:
- Legame ionico: Si forma per trasferimento di elettroni tra atomi con alta differenza di elettronegatività (ΔEn > 1.9), tipicamente tra metalli (che cedono elettroni) e non metalli (che li acquistano), formando ioni di carica opposta.
- Legame covalente: Si forma per condivisione di elettroni tra non metalli.
- Legame covalente omopolare o puro: Tra atomi dello stesso elemento o con ΔEn molto piccola (ΔEn < 0.4), con condivisione simmetrica degli elettroni (es. H₂, O₂, Cl₂, N₂). La teoria degli orbitali molecolari spiega le proprietà magnetiche dell'ossigeno.
- Legame covalente eteropolare o polare: Tra atomi diversi con piccola ΔEn (0.4 < ΔEn < 1.7), con distribuzione asimmetrica degli elettroni e formazione di cariche parziali (δ⁺, δ⁻) e un dipolo (es. HCl, H₂O, NH₃).
- Legame covalente dativo o di coordinazione: Un atomo (donatore) fornisce una coppia di elettroni a un altro atomo (accettore) con un orbitale vuoto.
- Legame metallico: In metalli, ioni positivi sono immersi in una “nube” di elettroni mobili. Giustifica le proprietà come conducibilità e malleabilità.
- I legami chimici secondari (interazioni intermolecolari) sono più deboli dei primari ma cruciali per le proprietà fisiche:
- Legami dipolari: Forze tra molecole polari (dipoli permanenti).
- Interazioni di Van der Waals/London: Forze deboli tra molecole apolari (dipoli istantanei indotti) o tra dipoli e molecole apolari (forze di induzione).
- Interazione ione-dipolo: Tra ioni e molecole polari (es. idratazione degli ioni in acqua).
- Legame a idrogeno: Il più forte legame dipolare, si forma tra un idrogeno legato a N, O o F e un atomo elettronegativo (N, O, F) di un'altra molecola. È direzionale e fondamentale per le proprietà dell'acqua (temperatura di ebollizione, densità del ghiaccio, tensione superficiale, capillarità) e la struttura delle biomolecole.
- Legame idrofobico: Non un vero legame, ma l'aggregazione di molecole non polari in acqua per minimizzare la rottura dei legami a idrogeno dell'acqua. Importante in biologia.
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