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LEGAMI CHIMICI - Coggle Diagram
LEGAMI CHIMICI
LEGAME COVALENTE
Il legame covalente si stabilisce prevalentemente tra atomi (uguali o diversi) di non metalli (tendenzialmente elementi blocco p) che hanno quindi molti elettroni di valenza. Nel legame covalente gli elementi non perdono o acquistano (non trasferiscono), ma condividono coppie di elettroni (non singoli elettroni), queste coppie chiamate doppietti elttronici.
Il modo più conveniente di completare lo strato di valenza di tali atomi è la condivisione di una o più coppie
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I simboli utilizzati per rappresentare un legame covalente sono un trattino (—) che rappresenta una copia di elementi condivisi o una coppia di puntini
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Quando è sufficiente la condivisione di una sola coppia di elettroni per completare l’ottetto, il legame è covalente semplice.
Quando i due atomi condividono due o tre coppie di elettroni, il legame è covalente multiplo (doppio o triplo).
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La tendenza a mettere in comune elettroni si manifesta anche fra atomi di natura diversa (es. H e Cl). E Cl= 3,16; E H= 2,20 △ E= 0,96 elettroni più attratti da Cl spostamento di carica negative verso elemento con maggiore elettronegatività
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è covalente puro. (di solito unendo due elementi uguali) Differenza di elettronegatività vicina a 0.
Il legame che unisce gli atomi H e Cl, cioè due atomi con diversa elettronegatività, è un legame covalente polare. Differenza elettronegatività max 0,4
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Il simbolo δ+ va posizionato sull’atomo meno elettronegativo tra i due: questo atomo è quello che risulta più distante dal doppietto condiviso e presenta quindi una frazione di carica elettrica positiva.
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Il legame covalente si stabilisce prevalentemente tra atomi uguali o diversi di non metalli, mediante la condivisione di una o più coppie di elettroni (doppietti).
La formazione di un legame covalente tra due atomi è spiegata dalla teoria del legame di valenza (teoria VB) proposta nel 1930 da Linus Pauling e John Slater
Il legame covalente si forma per sovrapposizione parziale di un orbitale incompleto di un atomo con un orbitale incompleto di un altro atomo. (sovrapposizione parziale tra orbitali incompleti)
Si ha la formazione di un orbitale di legame che contiene una coppia di elettroni con spin opposto che si muovono intorno ai nuclei dei due atomi.
La variazione di energia che si verifica quando due atomi si avvicinano e successivamente si legano è descritta dalla curva di potenziale.
Quando i due atomi si avvicinano si generano forze attrattive tra il nucleo di un atomo e l’elettrone dell’altro.
A una distanza, detta distanza o lunghezza di legame (r), le forze attrattive e repulsive si bilanciano e il sistema possiede la più alta stabilità.
Fra i due atomi che si avvicinano si stabiliscono anche forze repulsive, nucleo-nucleo ed elettrone-elettrone.
Nel legame covalente omopolare della molecola di idrogeno (H2) entrambi gli atomi di idrogeno mettono in comune il proprio elettrone dell’orbitale s.
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Un legame covalente costituito da un orbitale di legame che avvolge omogeneamente la retta ideale che unisce i due nuclei si chiama sigma (simbolo σ).sovrapposizione frontale tra orbitali incompleti si ha quando legame covalente semplice es. Cl-C (4 legami sigma)
Un legame covalente costituito da un orbitale di legame che si trova al di sopra e al di sotto della retta ideale che unisce i due nuclei si chiama pi-greco (simbolo π).sovrapposizione laterale tra orbitali incompleti
quando legame covalente doppio: 1 legame sigma e uno pi-greco
quando legame covalente triplo: 1 legami sigma e 2 legami pi-greco
Il legame covalente polare o eteropolare si stabilisce tra due atomi diversi di elementi non metallici e quindi con una piccola differenza di elettronegatività:
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Nel legame covalente polare della molecola del cloruro di idrogeno (acido cloridrico, HCl) l’orbitale di legame è asimmetrico
può essere: - PURO legame covalente omopolare o puro si stabilisce tra due atomi dello stesso elemento non metallico e quindi con lo stesso valore di elettronegatività (ΔEn = 0),(es. H-H, Cl-Cl, O-O), oppure tra due atomi di non metalli diversi con una piccola differenza di elettronegatività (ΔEn < 0,4).
Il legame covalente POLARE o eteropolare si stabilisce tra due atomi diversi di elementi non metallici e quindi con una piccola differenza di elettronegatività:
0,4 < ΔEn < 1,9
- legame covalente DATIVO :
consiste nella condivisione di un doppietto elettronico, ma è solo un atomo a fornire gli elettroni per la formazione del legame. L'atomo che fornisce entrambi gli elettroni (atomo donatore) ha raggiunto l'ottetto e deve avere un doppietto elettronico non impegnato in legami. L'atomo o ione positivo che usufruisce di due elettroni (atomo accettore) deve avere un orbitale vuoto
LEGAMI CHIMICI SECONDARI
elettrostatici che si manifestano attraverso forze attrattive tra molecole elettricamente neutre (interazioni intermolecolari) o tra ioni e molecole polari (interazioni ione-dipolo).
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LEGAME IONICO
Il legame ionico è dovuto alla forza di attrazione elettrostatica che tiene uniti ioni di carica opposta. Gli ioni si formano per trasferimento di uno o più elettroni dagli atomi di uno o più elettroni dagli atomi di un elemento con pochi elettroni di valenza agli atomi di un altro elemento, cui mancano pochi elettroni per completare l'ottetto.
Il legame ionico si realizza per il trasferimento di uno o più elettroni da un atomo a un altro atomo, con la formazione di un catione e di un anione tra i quali si stabilisce una forza di attrazione elettrostatica
Il legame ionico si forma tra atomi che hanno un’elevata differenza di elettronegatività (simbolo ΔEn), ovvero tra atomi di metalli e non metalli tra i quali esiste un valore ΔEn > 1,9.
Tra berillio e alluminio e gli alogeni non si stabilisce un legame ionico ma si forma un legame covalente polare
La formazione del legame chimico è giustificata dalla minore energia potenziale del composto rispetto a quella complessiva dei due elementi.
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la cella cubica a corpo centrato, in cui ogni ione è circondato da otto ioni di carica opposta disposti ai vertici di un cubo (coordinazione a otto: per ogni giallo otto verdi o viceversa)
la cella cubica a facce centrate in cui ogni ione è circondato da sei ioni di carica opposta disposti ai vertici di un ottaedro (coordinazione a sei: per ogni giallo, sei verdi e viceversa)
Gli atomi isolati, tranne i gas nobili, avendo livelli energetici esterni incompleti, sono instabili e di conseguenza hanno un’elevata energia.
Per aumentare la stabilità e diminuire la loro energia, modificano la loro configurazione elettronica esterna, formando legami chimici con atomi dello stesso tipo o diversi.
I legami chimici sono forze attrattive che si stabiliscono tra gli elettroni del livello energetico esterno (elettroni di legame) e i nuclei di due o più atomi uguali o diversi
La formazione di un legame chimico libera una quantità di energia, detta energia di legame.
La rottura dello stesso legame necessita di una quantità di energia uguale a quella che si era liberata in seguito alla sua formazione.
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la notazione s, p, che mette in evidenza il numero di elettroni presenti negli orbitali s e p del livello energetico esterno;
il diagramma energia-orbitale, che visualizza la disposizione degli elettroni negli orbitali s e p del livello energetico esterno;
la simbologia o notazione di Lewis, che fa dedurre il tipo e il numero di legami che un atomo dei gruppi principali (blocchi s e p) può formare
LEGAME METALLICO
Gli atomi in un metallo si dispongono in modo ordinato e regolare a costituire un reticolo cristallino.
L’unità del reticolo che si ripete nelle tre dimensioni dello spazio è la cella elementare, caratterizzata da una struttura molto compatta e da un numero di coordinazione elevato.
I metalli sono elementi con bassi valori di energia di ionizzazione, per cui tendono a cedere facilmente elettroni trasformandosi in ioni positivi.
Data la facilità con cui i loro elettroni esterni sono liberi di muoversi, la loro struttura è costituita da ioni positivi (nuclei atomici ed elettroni dei livelli energetici interni) immersi in una nube di elettroni mobili (quelli del livello energetico esterno) diffusi per tutto il reticolo cristallino.
Ognuno degli elettroni del livello energetico esterno è attratto contemporaneamente da tutti i cationi circostanti.
Il legame metallico consiste nella forza di attrazione che si stabilisce tra gli ioni positivi di un metallo e gli elettroni del livello energetico esterno (elettroni di legame) che sono in continuo movimento.
Questo tipo di legame giustifica le tipiche proprietà (conducibilità elettrica e termica, malleabilità e duttilità) che contraddistinguono i metalli.
Applicando una differenza di potenziale molto piccola alle due estremità di una barretta metallica, si ha il passaggio di corrente elettrica. Ponendo all’estremità di una barretta metallica una fonte di calore, l’energia termica fornita si trasmette lungo tutta la barretta.
Sottoponendo i metalli a sollecitazioni meccaniche si ha che essi possono essere ridotti in lamine (malleabilità) o in fili (duttilità).
Gli elementi del gruppo 18 (VIII A) del sistema periodico sono stati denominati gas nobili o gas inerti.
La loro bassa reattività, e di conseguenza grande stabilità, è da attribuire alla loro configurazione elettronica esterna ns2 np6 (ottetto).
Ogni atomo tende a raggiungere la configurazione elettronica esterna dell’ottetto mediante la formazione di legami chimici
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I legami chimici PRIMARI o interatomici (ionico, covalente, metallico) si formano con i seguenti modi:
acquistando elettroni da un atomo o cedendo elettroni a un altro atomo. I due atomi interagenti si trasformano in ioni di carica opposta tra cui si stabilisce una forza di attrazione elettrostatica detta legame ionico.
condividendo uno o più elettroni di legame con altrettanti di un altro atomo dello stesso tipo (legame covalente omopolare o puro) o diverso (legame covalente eteropolare o polare).
condividendo elettroni di legame con cationi dello stesso tipo (legame metallico).