Legami chimici

Definizione di legame chimico ed energia di legame

Un legame è una forza coulombiana che tiene uniti gli atomi di una specie chimica. Al legame chimico partecipano solo gli elettroni di valenza, in quanto gli elettroni sentono l’attrazione non solo del proprio nucleo ma anche di quello dell’atomo a cui sono abbinati.

Più gli atomi saranno vicini, maggiore sarà l’energia di legame (energia necessaria a rompere il legame stesso).

Categorie dei legami

• Legami forti o intramolecolari → legame covalente, ionico, metallico (ordinati dal più forte al più debole in base alla ΔE).

• Legami deboli o forze intermolecolari → legame a ponte idrogeno, forze di Van der Waals. 

Definizione di legame covalente

Legame che si instaura tra due atomi che mettono in comune una coppia di elettroni (=condivisione biunivoca di elettroni) = legame covalente singolo; due coppie di elettroni = per cui si parla di legame covalente doppio; tre coppie di elettroni = legame covalente triplo. L’ordine di legame (il numero di legami) si indica con o.d.l. 

• Lunghezza di legame

Distanza tra i nuclei. Al suo diminuire (=aumento del numero di legami) aumenta la forza. 

• Forza di legame per la chimica organica

Per la triade FON, il legame triplo è il più stabile; 

Forza di legame per la chimica inorganica

Un triplo legame è composto da legami π e σ, e il legame π si spezza molto più facilmente. 

Legame covalente apolare

• ΔE → compresa tra 0 e 0,4; 

• Nube elettronica condivisa in modo equo (=compartecipazione elettronica); 

• Non si generano cariche parziali; 

• E.g. → carbonio + idrogeno. 

Legame covalente polare

• ΔΕ → compresa tra 0,4 e 1,9; 

• Nube elettronica spostata maggiormente verso l’atomo più elettronegativo (=delocalizzazione elettronica); 

• Formazione di cariche parziali δ+ e δ-, ma una molecola può essere definita polare solo se la nube elettronica è asimmetrica (e.g. l’anidride carbonica presenta legami covalenti polari, ma per la simmetria della sua nube elettronica viene definita molecola apolare);

Legame covalente dativo

Particolare tipo di legame, uno dei due atomi ha già raggiunto l’ottetto nello strato di valenza e presenta almeno un doppietto elettronico solitario, mentre l’altro presenta un orbitale vuoto. I due elettroni sono messi in condivisione dallo stesso atomo. 

Legame ionico e caso dell’idrogeno

• ΔΕ → maggiore di 1,9; 

• Un elettrone viene strappato completamente dall’atomo più elettronegativo; l’atomo che cede un elettrone pertanto raggiunge l’ottetto nel livello sottostante a quello di valenza; 

• E.g. → metallo alcalino + alogeni;

ATTENZIONE! L’idrogeno, essendo un non metallo, presenta una elevata elettronegatività, per cui non forma legami ionici neanche con il fluoro!

Legame metallico

I metalli si trasformano in cationi permettendo agli elettroni nel guscio di valenza di girare liberi nella “nube metallica”. Questo tipo di legame permette l’impacchettamento nel cristallo metallico. 

Legami intermolecolari

Maggiori sono il numero e la forza dei legami intermolecolari, maggiore sarà la temperatura ebollizione. 

Legami a idrogeno

Caso particolare di forza intermolecolare che coinvolge il legame di un H con uno tra i FON, che a sua volta si lega a un altro atomo tra i FON. È quindi il contatto tra la parziale carica positiva dell’idrogeno con una parziale carica negativa. 

Più forte delle forze di Van der Waals, ma più debole dei legami ionici e covalenti.