Mancinelli Francesco
Legame covalente
Il legame covalente si origina dall'attrazione elettrostatica tra gli atomi coinvolti,
questa attrazione vi è tra i nuclei (carichi positivamente) e gli elettroni (carichi
negativamente), questo legame consiste nella condivisione di una o più coppie di
elettroni.
Ciò accade perché gli atomi tendono rendere più stabile possibile (duetto-ottetto) la
loro configurazione esterna con il minor dispendio di energia, ed in questo caso
legandosi ad un altro atomo tramite questo tipo di legame; cosi, gli orbitali atomici
contenenti elettroni spaiati si sovrappongono in orbitali molecolari dando origine alla
molecola.
Propongo un esempio di legame covalente, presente nella molecola di Ac. Cloridrico
(HCl).
Valenza di legame
Questa dipende unicamente dal numero di elettroni condivisi:
• Legame covalente singolo- Ottenuto dalla condivisione di una sola coppia di
elettroni, è anche chiamato legame monovalente, si rappresenta con un singolo
trattino ( - )
• Legame covalente doppio- Si ha quando vengono condivise due coppie di
elettroni, viene anche chiamato legame bivalente, e nelle formule chimiche
viene indicato con un doppio trattino ( = ).
• Legame covalente triplo- Qui vengono condivise tre coppie di elettroni,
dando vita ad un legame anche detto legame trivalente, Nelle formule di
scrittura si evidenzia con un triplo trattino.
Esistono anche legami quadrupli (tetravalenti), anche presenti in molecole stabili.
Tipologia dei legami covalenti
Come già specificato il legame covalente è il risultato di un' interazione elettrostatica
che coinvolge i due atomi, gli elettroni di questi due atomi si muovono ad alta
velocità attorno ai due atomi, dando vita cosi alla cosiddetta nube elettronica; ovvero
lo spazio dove c'è la possibilità di trovare elettroni condivisi.
Se la nube elettronica è omogenea (cioè il legame non risulta polarizzato) ci
troviamo di fronte ad un legame covalente omopolare ( o apolare ).
Ciò significa che la molecola non risulta polarizzata e dunque non presenta poli
carichi positivamente o negativamente.
Questo tipo di legame è sempre presente nelle molecole biatomiche, datoché sono
formate da atomi appartenenti allo stesso gruppo chimico, infatti, la cui differenza di
elettronegatività è nulla.
Nel caso in cui la molecola risultasse polarizzata, ci troveremmo a chiamare il legame
responsabile legame covalente polare ( o eteropolare ).
Questa condizione è dovuta dal fatto che la differenza di elettronegatività tra i due
atomi è minore-uguale a 1,7, o maggiore a 0,4.
Un esempio di molecola polare è l'acqua (H2O), la sua polarità lo rende un ottimo
solvente, rendendo possibile solubilizzazione di un gran numero di sali.
Energia di legame
Il seguente grafico riporta sulle ascisse i valori dell'energia, mentre quello delle
ordinate ci indica la distanza tra i nuclei.
Osserviamo che nel lato destro i due atomi sono costretti ad avvicinarsi per via di una
forza d'attrazione esercitata dall'affinità delle cariche opposte rappresentate dagli
elettroni e nucleo.
Mentre, il lato sinistro ci mostra che i nuclei non possono stare molto vicini, questo
perché la troppa vicinanza richiama la forza di repulsione dovuta alle due cariche
positive (i nuclei).
La distanza tra i nuclei in cui la forza di repulsione equivale quella di attrazione è
proprio la lunghezza di legame, che nel caso specifico (H2) è di 0,74 Armstrong
Orbitali ibridi
Come già affermato, nella formazione di un legame covalente c'è una
sovrapposizione di orbitali molecolari, più comunemente chiamati ibridi.
L'ibridazione è un procedimento di combinazione matematica che permette l'unione
di più orbitali con energie simili, con formazione di nuovi orbitali ibridi, con i lobi
orientati lungo la direzione dei legami che l'atomo in questione potrebbe formare con
altri.
Si conoscono cinque tipi diversi di ibridazione:
• Sp- Ottenuto dalla sovrapposizione di un'orbitale S e uno P, questo orbitale
forma due legami e da vita a strutture lineari.
• Sp2- Ottenuto dalla sovrapposizione di un'orbitale S e due P, forma tre legami e
da luogo a strutture lineari planari.
• Sp3- Ottenuto dall'unione di un'orbitale S e tre P, forma quattro legami e da
luogo a strutture tetraedriche.
• Sp3d- Ottenuto dall'unione di un'orbitale S, tre P e uno del tipo D, forma cinque
legami e da luogo a strutture bipiramidali triangolari.
• Sp3d2- Ottenuto dalla sovrapposizione di un'orbitale S, tre P e due del tipo D,
forma sei legami e da luogo a strutture ottaedriche.
Struttura di Lewis.
Sono formule di struttura ideate dal chimico Lewis per evidenziare il ruolo degli
elettroni nei legami molecolari.
Questa tecnica di scrittura si basa principalmente sulla regola dell'ottetto, e mostra gli
atomi secondo i loro elettroni di valenza, raffigurati da ''puntini'':
E' possibile disegnare una formula di struttura di Lewis seguendo il seguendo un
seguente schema:
1. Si contano gli elettroni di valenza di ciascun atomo presente nella formula
bruta;
2. Si divide il numero di elettroni totali per ottenere il numero di coppie
elettroniche da sistemare in seguito nella struttura;
3. Si costruisce una prima formula di struttura
4. Dopo aver sottratto il numero di coppiette elettroniche dal numero totale,
utilizzare le restanti per formare doppi o tripli legami;
5. Verificare che le cariche formali degli atomi siano il minore possibile.
