Chimica per il liceo/I legami: differenze tra le versioni

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=== Il legame covalente dativo ===
[[File:Acido perclorico.png|miniatura|364x364px|Legame dativo nell'acido perclorico. Il cloro può donare tre doppietti a tre atomi di ossigeno]]
Un particolare tipo di legame covalente, presente in numerosi composti chimici, prevede che la coppia di elettroni di legame sia fornita da uno solo dei due atomi: è il legame '''covalente dativo'''. L’atomo che dona i due elettroni che ha già completato l’ottetto, mediante la formazione di legami con altri atomi, e che dispone di '''uno o più doppietti elettronici''' (coppie di elettroni) non condivisi (per indicarli si può utilizzare anche il termine “coppie solitarie”) prende il nome di '''datore''', mentre quello che li riceve viene definito '''accettore'''. Il legame dativo una volta che si instaura è indistinguibile da un normale legame covalente e, per convenzione, viene indicato con una freccia (🠂) che va dall’atomo datore verso quello accettore.
 
Prendendo, ad esempio, in considerazione il cloro, che appartiene al gruppo 17, si può osservare che sono presenti tre coppie solitarie, utilizzabili per la formazione di altrettanti legami covalenti dativi: nell’acido cloroso (HClO2HClO<sub>2</sub>), nell’acido clorico (HClO3HClO<sub>3</sub>) e nell’acido perclorico (HClO4HClO<sub>4</sub>), sono infatti presenti rispettivamente uno, due e tre legami dativi tra il cloro e l’ossigeno, come illustrato innella figura 8.9 [figura 8.9 - gli ossoacidi del Cl con messa in evidenza dei legami dativi]accanto.
 
=== L’elettronegatività e i legami covalenti puri e polarizzati ===
[[File:Variazione di elettronegatività nella tavola periodica.png|sinistra|miniatura|308x308px|Come cambia l'elettronegatività negli elementi della tavola periodica]]
Un parametro di fondamentale importanza per determinare le caratteristiche di un legame chimico è '''l’elettronegatività''', che, come già studiato nel modulo 7, è una proprietà che dà un’indicazione della tendenza con cui un atomo attrae gli elettroni di legame, misurata mediante una scala arbitraria proposta dal fisico e chimico americano Linus Pauling. In linea generale e tralasciando i gas nobili, l’elettronegatività aumenta spostandosi da sinistra verso destra lungo un periodo, mentre diminuisce scendendo lungo un gruppo: l’elemento più elettronegativo è infatti il fluoro.
 
Nel determinare le caratteristiche di un legame chimico è necessario fare riferimento alla '''differenza di elettronegatività''' fra gli atomi coinvolti: se tale differenza è minima, gli elettroni coinvolti nel legame risultano distribuiti in modo perfettamente uniforme attorno ai due nuclei atomici; al contrario, se tale differenza è significativa, la distribuzione degli elettroni coinvolti nel legame non è omogenea e gli elettroni sono attratti con maggior forza dal nucleo dell’atomo più elettronegativo. Più nel dettaglio, si possono distinguere i tre seguenti casi:
 
# Se la differenza di elettronegatività è inferiore a 0,4, si ha un '''legame covalente puro''' (anche detto omopolare o apolare), in cui gli elettroni di legame sono condivisi in modo perfettamente equilibrato. Ciò si verifica quando il legame si instaura tra due atomi delle stesso elemento, come nelle molecole di idrogeno (H2H<sub>2</sub>), cloro (Cl2Cl<sub>2</sub>), ossigeno (O2O<sub>2</sub>) e azoto (N2N<sub>2</sub>), precedentemente analizzate, o nelle molecole organiche in cui è normalmente presente il legame tra atomi di carbonio, C-C (ad esempio nell’etano: H3C-CH3H<sub>3</sub>C-CH<sub>3</sub>), oppure quando il legame si instaura tra due elementi diversi che hanno però valori di elettronegatività simili, come ad esempio, tra l’idrogeno (elettronegatività = 2,20) e il fosforo (elettronegatività = 2,19), nel gas fosfina (PH3PH<sub>3</sub>).
# Se la differenza di elettronegatività è compresa tra 0,4 e 1,9 (alcuni autori pongono il limite a 1,7), si ha un '''legame covalente polarizzato''' (anche detto '''eteropolare''' o '''polare'''), in cui gli elettroni di legame sono distribuiti in maniera non simmetrica, essendo attratti maggiormente dall’atomo con il più elevato valore di elettronegatività. Poiché gli elettroni sono particelle cariche negativamente, questa loro distribuzione asimmetrica fa sì che l’atomo più elettronegativo manifesti una parziale carica negativa (indicata con il simbolo δ−, “delta meno”), comunque inferiore al valore della carica dell’elettrone stesso (carica elettrica elementare), mentre l’atomo meno elettronegativo manifesti una parziale carica positiva (indicata con il simbolo δ+, “delta più”), anche in questo caso comunque inferiore al valore assoluto della carica dell’elettrone: si genera in questo modo un '''dipolo elettrico'''. Un esempio di legame covalente polarizzato è quello tra idrogeno (elettronegatività = 2,20) e cloro (elettronegatività = 2,16), nella molecola dell’acido cloridrico (HCl), rappresentata nella figura 8.9 [figura 8.9 - molecola di HCl in cui si mette in evidenza la polarità del legame]. Un’altra importante molecola in cui sono presenti legami covalenti polarizzati è l’acqua (H2OH<sub>2</sub>O): l’atomo di ossigeno (elettronegatività = 3,44) presenta una parziale carica negativa (δ−), mentre gli atomi di idrogeno (elettronegatività = 2,20) presentano entrambi una parziale carica positiva (δ+), come mostrato in figura 8.10 [figura 8.10 - molecola H2OH<sub>2</sub>O in cui si mette in evidenza la polarità del legame].
# Se la differenza di elettronegatività è maggiore di 1,9, si ha un legame ionico, di cui tratteremo nel paragrafo 8.3.
 
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|Legame ionico
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File:Ossigeno molecolare.jpg|Nell'ossigeno molecolare i legami covalenti NON sono polari
File:Methane.Structural formula.V1.svg|I legami covalenti nel metano sono apolari perché la differenza di elettronegatività è inferiore a 0.4
File:H-Cl.svg|Nell'acido cloridrico il legame covalente è fortemente polarizzato. La molecola è un dipolo
File:Watermolecule.png|Nella molecola d'acqua i legami covalenti sono polari
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=== Le sostanze covalenti ===
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Esistono inoltre solidi covalenti che, anziché essere formati da molecole semplici o complesse, sono formati da un numero molto elevato e variabile di atomi legati covalentemente tra loro che danno origine, nello spazio, a strutture geometriche regolari: ne è un classico esempio il diamante, una particolare forma del carbonio in cui ogni atomo è legato covalentemente ad altri quattro, dando origine ad un reticolo tridimensionale virtualmente infinito, come mostrato in figura 8.11 [figura 8.11 - struttura del diamante].
 
Le sostanze covalenti generalmente hanno una conducibilità termica piuttosto bassa e non sono nemmeno buoni conduttori di corrente elettrica né allo stato solido (a differenza dei metalli), né allo stato liquido (a differenza dei composti ionici), poiché le molecole sono complessivamente neutre e gli elettroni coinvolti nei legami covalenti non sono liberi di muoversi, ma sono localizzati tra i nuclei degli atomi che li condividono.<gallery>
File:DNA orbit animated.gif|Il DNA è una molecola covalente complessa
File:Protein Structure Gif.gif|Le proteine sono molecole covalenti complesse
File:L-glucose.png|Il glucosio è una molecola covalente semplice
File:Diamond Cubic-F lattice animation.gif|Il diamante è un solido covalente
File:Diamond.jpg|Un diamante intagliato
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== Il legame ionico ==