Scarica Il legame Ionico e le sue caratteristiche e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Chimica solo su Docsity! Legame Ionico Il legame ionico si instaura tra due elementi con grandi differenze di elettronegatività, superiori generalmente a 1,9. Il legame ionico è caratterizzato dalla formazione di un reticolo cristallino che porta ad un abbassamento delle energie dei singoli elementi. È pertanto il legame più semplice da spiegare, in quanto è dovuto a semplice attrazione elettrostatica. A temperatura ambiente tale legame offre solidi cristallini che fondono ad elevate temperature, però sono poco duttili, perciò fragili e sono conduttori allo stato fuso e isolanti allo stato solido. Possono essere disciolti in acqua, ma non in sostanze polari. Viene di solito spiegato tramite la TEORIA DI LEWIS: gli atomi cedono o prendono un elettrone per raggiungere la configurazione del gas nobile più vicino. ES.: NA NA+ + e- > Ne Cl + e- Cl- > Ar IN GENERALE: M Mn+ + ne- X + ne- Xn- In particolare M ha bassa energia di ionizzazione e X elevata affinità elettronica. La maggior parte dei composti ionici si forma tra alogenuri, ossidi, solfuri e gli elementi del I, II, III gruppo. Il legame che si forma tra ioni positivi e negativi sprigiona energia nota come Eret o Eo = energia reticolare. La formazione di un composto ionico è descritta dal ciclo di Born-Haber, di cui l’energia reticolare descritta dall’equazione di Born-Landè. CICLO DI BORN-HABER: 1. Na(s) Na(g) 2. ½ Cl2(g) Cl2(g) 3. Na(g) Na+ (g) + e- 4. Cl(g) + e- Cl- 5. Na+ (g) + Cl- (g) NaCl(s) Il ciclo di Born-Haber ci spiega anche perché in natura non avviene la formazione di NaCl2: infatti, l’energia di seconda ionizzazione del sodio e tanto più alta della prima che la formazione del reticolo non riesce a bilanciarla, perciò il rendimento energetico è maggiore di zero, cioè servirebbe una certa quantità di energia. NON È ENERGETICAMENTE CONVENIENTE! EQUAZIONE DI BORN-LANDÈ: E0 = - NAMZ + Z - e 2 (1-1/n) 40r0 Descrive il tipo di reticolo ed indica la carica degli ioni. MAGGIORE È LA CARICA DEGLI IONI MAGGIORE SARÁ IL VALORE DI E0. NA= costante di Avogadro M= costante di Madelung Z= carica degli ioni e= carica elettrone 0= costante dielettrica del vuoto r0= distanza internucleare. Eret= EM+ER+EL Energia di Madelung= viene calcolato in base alle interazioni elettrostatiche tra gli ioni costituenti il cristallo Energia di ripulsione interelettronica= è pari al 10-15% dell’energia di Madelung. L’ENERGIA DI MADELUNG SI CALCOLA IN QUESTO MODO: 1. Individuiamo l’atomo centrale e scegliamo se considerarlo ione negativo o positivo (nel caso del NaCl o lo prendiamo come Na+ o come Cl-); 2. Calcoliamo il numero di ioni di carica opposta rispetto a quello scelto come centrale a cui è legato a distanza di legame r0 3. Contiamo il numero degli ioni uguali a quello centrale a distanza √2 r0 4. Calcoliamo nuovamente gli ioni di carica opposta rispetto a quello centrale a distanza √3 r0 5. Calcoliamo gli ioni con stessa carica a distanza 2r0 Si procede così sino a conclusione del composto. Nel caso del NaCl Lo ione centrale è Na+ Ci sono 6 Cl- a distanza r0 6( −ⅇ2 4 π ε0 r0 ) Abbiamo 12 Na+ a distanza √2 r0 12( ⅇ2 4 π ε 0√2 r0 ) A distanza √3 r0 ci sono 8 Cl- 8( −ⅇ2 4 π ε0 √3 r0 ) Abbiamo 6 Na+ a distanza 2r0 6( ⅇ2 4 π ε0 2r 0 )
