legami chimici e teoria VSEPR

Didascalia alternativa:

caratteristico delle molecole diatomiche, ma la tendenza a mettere in comune gli elettroni si manifesta anche tra atomi di natura diversa (HF, H2O, NH3, CH4...) La lunghezza di legame è la distanza che intercorre tra i due nuclei di due atomi uniti dal legame covalente. Questo può essere: singolo: se è condivisa una sola coppia di elettroni doppio: se sono condivide due coppie di elettroni triplo: se sono condivise tre coppie di elettroni LEGAME COVALENTE DATIVO Si forma quando la coppia di elettroni di legame è fornita da uno solo dei due atomi che partecipano al legame. L'atomo che dona gli elettroni si dice donatore mentre quello che lo riceve prende il nome di accettore. LEGAME COVALENTE POLARE Atomi di natura diversa possono mettere in compartecipazione i loro elettroni di valenza, ma esercitando sugli elettroni di legame una diversa forza attrattiva (elettronegatività) e si forma così un legame covalente polare. Gli elettroni non si trovano più al centro fra i due atomi, ma sono spostati più verso l'atomo a maggiore elettronegatività su cui si forma una parziale carica negativa. L'altro atomo acquisisce una parziale carica positiva. La molecola prende il nome di dipolo. [Nel legame puro il centro delle cariche positive e negative coincidono. Nel legame covalente puro, il centro delle due cariche non coincide e si ha una separazione delle cariche.] Tanto è maggiore la differenza di elettronegatività tra due atomi, tanto più è polarizzato il legame che li unisce. LEGAME IONICO Se la differenza di elettronegatività fra gli atomi diventa molto grande (+60%) l'atomo più elettronegativo strappa l'elettrone all'altro atomo, assumendo su di sé l'intera carica negativa, mentre l'atomo che ha preso l'elettrone acquisisce una carica positiva. il legame ionico si ottiene quando la differenza di elettronegatività tra gli atomi è molto alta, in genere superiore a 1,9. Una volta formatosi, lo ione negativo assume la configurazione del gas successivo, mentre lo ione positivo assume quella del gas nobile che lo precede nella tavola periodica. Dalla posizione sulla tavola periodica si può dedurre che: gli elementi metallici tendono a cedere elettroni diventando ioni positivi; i non metalli tendono ad acquistare elettroni trasformandosi in ioni negativi. Gli ioni in un composto ionico sono disposti secondo uno schema ben preciso e possono dar luogo a un reticolo cristallino. La formula dei composti ionici indica il rapporto di combinazione tra ioni positivi e negativi ma non rappresenta la molecola di un composto. I composti ionici hanno punti di fusione alti, sono solidi a temperatura ambiente e sono buoni conduttori di elettricità sia allo stato fuso che in soluzione. LEGAME METALLICO Gli atomi metallici possono mettere in comune gli elettroni di valenza, che vengono condivisi tra più nuclei. Il legame metallico è dovuto all'attrazione fra gli ioni metallici positivi e gli elettroni mobili che li circondano. Tanto è più forte il legame metallico, tanto più sono numerosi gli elettroni mobili. La mobilità degli elettroni più esterni conferisce la caratteristiche proprietà metalliche: lucentezza; conducibilità termica ed elettrica; malleabilità e duttilità. TAVOLA PERIODICA E I LEGAMI TRA GLI ELEMENTI Osservando la tavola periodica si può affermare che: 1) i metalli formano tra loro legami metallici; 2) i non metalli formano tra loro legami covalenti puri; 3) se gli atomi di non metallo sono uguali il legame covalente è puro, se sono diversi il legame è covalente polare; 4) i metalli e i non metalli formano legami ionici tra loro; 5) il carattere ionico del legame cresce all'aumentare della differenza di elettronegatività fra gli atomi del composto. LA FORMA DELLE MOLECOLE Ciò che definisce la geometria di una molecola è l'angolo di legame, ovvero l'angolo formato dagli assi congiungenti i nuclei degli atomi che si legano. TEORIA VSEPR La teoria VSEPR (Valence Shell Electron-Pair Repulsion) è detta teoria della repulsione delle coppie di elettroni del guscio di valenza. I principi fondamentali sono: la disposizione degli atomi in una molecola dipende dal numero totale di coppie elettroniche di valenza che circondano l'atomo centrale; le coppie elettroniche, avendo uguale segno, si respingono e si collocano alla maggiore distanza possibile le una delle altre. In base al numero di coppie elettroniche intorno all'atomo centrale si ha che: 2 coppie individuano una geometria lineare con angoli di 180⁰: 3 coppie determinano un assetto triangolare equilatero con angoli di 120°; 4 coppie individuano una geometria tetraedica con angoli di 109,5° Le coppie di elettroni liberi hanno un comportamento simile a quello delle coppie diverse, ma la repulsione tra le coppie elettroniche libere è maggiore di quella tra coppie elettroniche condivise. Nel caso di coppie elettroniche libere, la forma della molecola tiene conto anche del doppietto elettronico. I legami covalenti doppi e tripli valgono come un legame singolo ai fini della geometria molecolare.