continuazione capitolo 10

La scala dell'elettronegatività e i legami
L'elettronegatività misura la forza di attrazione di un'atomo sugli elettroni messi in comune nel legame covalente.

L'equilibrio generale della molecola non viene alterato e neanche la sua neutralità globale: ma ora ci sono un polo parzialmente negativo e uno parzialmente positivo.
Questo tipo di legame è chiamato legame covalente polare.
Il centro delle cariche non coincide più con il centro delle cariche negative e si forma un dipolo (una separazione di cariche). 
La scala di elettronegatività più nota è stata proposta da Linus Pauling. Essa attribuisce al fluoro il valore di elettronegatività più alto, seguono l'ossigeno, il cloro e l'azoto.
Tanto maggiore è la differenza di elettronegatività tra due atomi che formano il legame, tanto più elevati sono il carattere ionico e la polarità del legame.

Il legame ionico
Quando la differenza di elettronegatività tra i due elementi che intendo legarsi è superiore a 1,9, avviene un trasferimento di elettroni da un atomo all'altro fra questi due ioni di carica opposta, che si attraggono, si forma un nuovo tipo di legame, chiamato legame ionico.

Il legame ionico è dovuto alla forza di attrazione che tiene uniti gli ioni di carica opposta.
Inseguito alla formazione del legame ionico lo ione sodio ha raggiunto la configurazione elettronica del neon e lo ione cloro quella dell'argon.

La valenza ionica di un elemento rappresenta il numero di elettroni perduti acquistati dall'atomo di tale elemento.
Pertanto, se l'elemento perde elettroni, si trasforma in ione positivo se l'elemento acquista elettroni, ottiene ioni negativi.
Osservando il sistema periodico, possiamo dire, con una certa approssimazione, che:

1. i metalli appartenenti ai gruppi I, II, III perdono elettroni e diventano ioni positivi raggiungendo la struttura del gas nobile più vicino.
2. I non metalli dei gruppi V, VI, VII acquistano elettroni e si trasformano in ioni negativi con la configurazione elettronica del gas nobile più vicino.
3. Se i metalli e i non metalli si incontrano i primi cedono gli elettroni più esterni e i secondi gli acquistano; fra questi ioni di carica opposta si stabilisce una forza di attrazione che rappresenta il legame ionico.

I composti ionici

Per formare il composto NaCl ogni atomo di cloro riceve un elettrone dagli atomi di sodio, grazie alla sua carica negativa, attira intorno a se sei ioni sodio che si pongono a stretto contatto con ogni ione cloro. Anche lo ione Na+ si circonda di sei ogni Cl- si forma così il reticolo cristallino di NaCl cioè una struttura solida e ordinata. 

Il numero sei che indica gli ioni che circondano ogni ione di carica opposta, non è una regola generale.

Esistono anche reticoli ionici in cui ogni ione, posto al centro di un cubo è circondato da 8 ioni di carica opposta occupanti i vertici del cubo stesso.

L'esistenza dei reticoli ionici spiega anche l'elevato punto di fusione di questi composti solidi.

Tutti i composti ionici sono solidi a temperatura ambiente e hanno elevati punti di fusione: essi sono buoni conduttori di elettricità sia allo stato fuso sia in soluzione, il passaggio dell'elettricità è dovuto al movimento degli anioni (-) verso il polo positivo e dei cationi (+) verso il polo positivo.

L'acqua è in grado di sciogliere molti solidi ionici.

Il legame metallico

Il legame metallico è dovuto all'attrazione fra ioni metallici positivi e gli elettroni mobili che li circonda.

Il legame metallico è dunque di tipo cooperativo. Gli ioni metallici positivi occupano posizioni quasi fisse nel cristallo e tutti gli elettroni più esterni passano liberamente da un atomo all'altro.

Le proprietà tipiche dei metalli come la conducibilità elettrica e termica, sono prorpio dovute alla libertà di movimento degli elettroni più esterni.

Anche la malleabilità e la duttilità dei metalli dipendono dalla mobilità degli elettroni più esterni.

La tavola periodica e i legami tra gli elementi

La tavola periodica è lo strumento più semplice per individuare il tipo di legame che si forma tra gli atomi dei diversi elementi. In generale possiamo dire che:

1. gli atomi dei metalli formano tra loro legami metallici.
2. gli atomi dei non metalli formano tra loro legami covalenti.
3. i metalli e i non metalli si uniscono mediante legai ionici.

La teoria del legame di valenza

La teoria che razionalizza la regola dell'ottetto di Lewis è nata nel 1931 grazie all'opera di Linus Pauling e John Clarke Slater. Essa è conosciuta come teoria del legame di valenza e applica la meccanica quantistica al legame chimico. Secondo questa teoria:

Il legame covalente si forma quando gli orbitali semipieni di due atomi danno origine a un nuovo orbitale che permette a entrambi gli elettroni di appartenere a ciascun atomo.

Questo nuovo orbitale è chiamato orbitale molecolare.

Quando l'orbitale molecolare si sviluppa per sovrapposizione frontale lungo la linea di congiunzione tra i due nuclei, è chiamato orbitale sigma. La forza attrattiva fra gli elettroni e i protoni, infatti, è in grado di bilanciare la repulsione protone-protone.

Quando due atomi di fluoro si incontrano, mettono in comune due elettroni sovrapponendo due orbitali atomici semipieni. ciò, infatti, è conveniente dal punto di vista energetico, la coppia di elettroni è il "cemento" che unisce due atomi. Questo tipo di legame si chiama legame sigma.

Nei legai multipli oltre al legame sigma, interviene anche la fusione laterale degli orbitali atomici p, con la formazione di orbitali pi greco. I legami pi greco sono più deboli dei legami sigma dato che il legame è dovuto alla formazione dell'orbitale molecolare, parlare di orbitali sigma e pi greco o di legami sigma e pi greco è la stessa cosa.