Legami chimici ed elettronegatività, Appunti di Chimica

Scarica Legami chimici ed elettronegatività e più Appunti in PDF di Chimica solo su Docsity! I legami chimici Gli elettroni dell’orbitale più esterno sono detti elettroni di valenza, o anche di legame. Gli elementi che appartengono allo stesso periodo presentano gli elettroni di valenza allo stesso livello energetico n (numero quantico principale). La struttura di Lewis permette di rappresentare la struttura elettronica dello strato di valenza degli elementi dei gruppi principali. Gli elettroni sono rappresentati come puntini attorno al simbolo dell'elemento, uno per ogni lato e poi gli eventuali secondi elettroni, appaiati ai primi. Per raggiungere configurazioni elettroniche stabili, per la regola dell’ottetto 8 elettroni nell’ultimo orbitale o 2 se ce n’è uno solo, gli elementi tendono a reagire fra loro formando legami chimici. Un legame chimico può essere definito come l’interazione fra due atomi che porta ad uno stato di minima energia potenziale, definita come l’energia che è necessario fornire per formare il legame e l’energia liberata quando esso si disgrega. Il legame chimico è la forza risultante fra le forze attrattive (tra nucleo ed elettrone) e repulsive (tra due nuclei e tra due elettroni). Grandezze fondamentali presenti in un legame tra atomi: ➔ La lunghezza di legame è la distanza tra i nuclei di atomi legati, e si misura in picometri (pm), o in Ångström (Å, obsoleto, equivalente a 100 pm). ➔ L’energia di legame è l’energia da fornire ad una mole di sostanza per costituire il legame tra gli atomi (unità di misura kJ/mol). Questa quantità è uguale a quella che si libera quando lo stesso legame viene distrutto. Quando due atomi di idrogeno sono ad una distanza maggiore della loro lunghezza di legame, 0.74 Å, essi si attraggono. Se arrivano a trovarsi a tale distanza l’uno dall’altro si legano tra loro, e se si tenta di avvicinarli ulteriormente iniziano a respingersi. Perché il legame si formi la sovrapposizione degli orbitali atomici deve inoltre portare ad una stabilizzazione del sistema. Elettronegatività L’elettronegatività di un elemento misura la sua tendenza ad attrarre gli elettroni di legame. È sempre riferita ad un singolo atomo, e non viene modificata dalla sua radioattività. La scala di misura utilizzata più frequentemente è la scala di Pauling (i dati per ogni elemento si trovano sulla tavola periodica, al penultimo dato). L'elettronegatività è determinata da tre fattori: ➔ La carica nucleare: più protoni ha un atomo, più attrarrà gli elettroni ➔ Il numero degli elettroni: più elettroni ha un atomo, più gli elettroni di valenza sono lontani dal nucleo, e dunque meno attratti da esso ➔ La posizione degli elettroni negli orbitali: gli elettroni di valenza sono schermati dagli altri presenti negli orbitali a energia inferiore; in altre parole, l'interazione tra nucleo ed elettroni esterni è di molto limitata dagli strati di elettroni intermedi. La polarità del legame equivale alla differenza di elettronegatività tra i due atomi legati, e consiste nello sbilanciamento della carica molecolare. Sulla molecola vanno a distinguersi un polo positivo e uno negativo. I gas nobili hanno l'ottetto già prestabilito, per questo non formano legami di alcun tipo e non hanno elettronegatività, salvo specifici trattamenti di laboratorio. L’elettronegatività aumenta lungo un periodo e diminuisce lungo un gruppo, quindi l'elemento più elettronegativo è il fluoro, quello meno elettronegativo il francio. Tipologie di legami chimici: ➔ Legame ionico (metallo e non metallo) sali, idrossidi, idruri metallici e ossidi basici ➔ Legame covalente puro, polare e dativo (due non metalli) ossidi acidi (anidridi), ossiacidi, idracidi e idruri molecolari ➔ Legame metallico (due metalli) leghe Legame ionico (∆E > 1,7) Dovuto alla forza di attrazione elettrostatica tra ioni di carica opposta, caratterizzato da una forte polarità. L’atomo più elettronegativo acquisisce l’elettrone dell’altro e diventa un anione, l’atomo che lo perde diventa invece un catione. Si forma tra elementi che presentano una differenza di elettronegatività maggiore di 1,7. Legame covalente (ΔE < 1,7) Il legame covalente si forma quando due atomi mettono in comune una coppia di elettroni. Se questi due atomi sono dello stesso elemento, il legame è detto covalente puro, ed è totalmente apolare in quanto ΔE = 0. Infatti, gli elementi formano un legame covalente se hanno una differenza reciproca di elettronegatività inferiore a 1,7. Gli elettroni sono messi in compartecipazione per raggiungere l’ottetto e appartengono in contemporanea ad entrambi gli atomi che li condividono. Molecola: insieme di atomi legati tra loro da un legame covalente.