IL LEGAME COVALENTE - E

IL LEGAME COVALENTE La natura del legame tra gli elementi non metallici destò l’attenzione della scienza fino al 1916 quando Lewis trovò la spiegazione.infatti prima ancora che qualcuno concepisse i principi della meccanica quantistica o gli orbitali elettronici , Lewis propose che un LEGAME COVALENTE fosse l’attrazione tra due atomi che deriva dalla condivisione di una coppia di elettroni; questo legame può essere di due tipi : omopolare ,puro . Gli elementi non metallici non sono capaci di formare ioni poliatomici a causa della loro eccessiva energia di ionizzazione ( l'energia minima richiesta per allontanare da esso/a un elettrone e
portarlo a distanza infinita, a 0 K e in condizioni di energia cinetica nulla ) bensì riescono a combinarsi
gli uni con gli altri .
Lewis non riuscì però a capire per quale motivo si trattasse di una coppia e non di un numero qualsiasi
: soltanto con la meccanica quantistica si giunse ad una spiegazione plausibile e con la scoperta del
principio di esclusione di Pauli . L’esempio più semplice è la molecola di H2 . All’inizio ognuno dei due
atomi possiede un elettrone di valenza nell’orbitale 1s . Mano a mano che gli atomi si attraggono
avvicinandosi ,le regioni orbitali che tendono a confondersi e gli elettroni si appaiano . Una volta confusi
gli orbitali i due elettroni 1s risultano ugualmente attratti dai due nuclei , che li condividono . dato che
nessuno dei due atomi necessita la completa cessione dell’elettrone , nessuno dei due ha bisogno di
acquistare energia di ionizzazione necessario a farlo . La condivisione diviene dunque parziale e
richeide minor energia . Nel legame covalente tutti e due gli atomi possono contribuire alla condivisione
di un elettrone ma possono anche essere messi a disposizione entrambi .
I NON METALLI FORMANO DUNQUE GLI UNI CON GLI ALTRI LEGAMI COVALENTI
CONDIVIDENDO LE COPPIE DI ELETTRONI .
Esempio di legame covalente Dalla configu
che l´elettrone spaiato si trova nell´orbital
covalente avviene con la soprapposizione dell´idrogeno gli orbitali atomici 1s si sopr
LA REGOLA DELL’OTTETTO
Fondamentale nella realizzazione di un legame covalente è la condivisone degli elettroni fino al
raggiungimento della configurazione di un gas nobile , sintetizzata da Lewis come regola dell’ottetto .
NELLA FORMAZIONE DEI LEGAMI COVALENTI GLI ATOMI TENDONO A COMPLETARE IL PIU’
POSSIBILE IL PROPRIO OTTETTO CONDIVIDENDO COPPIE DI ELETTRONI .
Portiamo ad esempio l’atomo di P che ha 5 elettroni di valenza ( VALENZA:numero dei legami
covalenti che l’atomo dell’elemento è in grado di formare5 ) e per raggiungere l’ottetto necessita di altri
tre elettroni , l’atomo di Br ha sette lettroni di valenza e ha bisogno di un altro per raggiungere l’ottetto e
così via per tutti gli altri non metalli .
Consideriamo l’idrogeno molecolare H2 . Ogni atomo completa il proprio doppietto condividendo il
proprio elettrone con l’altro :
H + H
H H ovvero H-H
Questo trattino è l’esempio più semplice di struttura di Lewis , uno schema che mostra in che modo gli
elettroni sono condivisi dagli atomi di una molecola . Dato che l’H completa il doppietto condividendo
una coppia di elettroni , in tutti i suoi composti esso avrà valenza 1 .
L’atomo del fluoro possiede invece sette elettroni di valenza e ha bisogno di un solo elettrone per
completare l’ottetto . Per raggiungerlo può ,ad esempio, accettare di condividerne uno con un altro
atomo di fluoro. La sua valenza sarà quindi come quella dell’idrogeno ovvero 1 .
F
+
F
F - F
La struttura di Lewis di F2 mostra che la molecola possiede coppie solitarie di elettroni , cioè coppie di
elettroni di valenza che non sono impegnate nel legame . Le coppie solitarie si respingono a vicenda ,
con una intensità quasi sufficiente a compensare l’attrazione che la coppia legante esercita sui due
atomi e che giustifica l’esistenza di F2 .
GLI ATOMI DEI NON METALLI CONDIVIDONO GLI UNI GLI ELETTRONI DEGLI ALTRI FINO A
COMPLETARE IL PROPRIO OTTETTO ; LA STRUTTURA DI LEWIS MOSTRA LA DISPOSIZIONE
DEGLI ELETTRONI SOTTO FORMA DI COPPIE CONDIVISE E DI COPPIE SOLITARIE .
DIFFERENTI TIPI DI LEGAME COVALENTE
Come è stato precedentemente affermato il legame covalente può essere di due tipi principali : puro(1)
o polare(2) . Il legame covalente omopolare viene a crearsi tra atomi dello stesso elemento mentre il
legame covalente polare viene a stabilirsi tra atomi differenti la cui differenza di elettronegatività è
inferiore a 1,9 .
1) Consideriamo la molecola di Cl2 . I due atomi di cloro hanno configurazione esterna 3s2 3p5 e
presentano un elettrone esterno spaiato . Ciascuno dei due atomi necessita di un solo elettrone
per raggiungere la configurazione esterna dell’atomo più vicino , in questo caso l’argon ( Ar ) . I
due atomi cercano di strappare all’altro l’elettrone libero ma avendo tutti e due la stessa
elettronegatività non riescono a strapparlo ma giungono a condividerlo e questo va a costituire il
legame covalente . I due elettroni sono quindi stati messi in compartecipazione . Ora ciascun
atomi di cloro ha attorno a se 3 coppie di elettroni non condivise e due elettroni condivisi
raggiungendo così l’ottetto . Il legame formatosi viene detto legame singolo e si indica con un
semplice trattino ( - ).
LEGAME COVALENTE DOPPIO
Il doppio legame si viene a formare quando non è necessario condividere un elettrone bensì due
coppie di elettroni ed è questo il caso della molecola di ossigeno . Nella molecola è presente infatti
un doppio legame rappresentato mediante due trattini e questo legame è più corto e più forte di un
legame singolo .
LEGAME COVALENTE TRIPLO
Per formare la molecola N2 vengono messe in comune dai due atomi tre coppie di elettroni venendo
così a formarsi un legame covalente triplo , più forte e più corto del legame doppio . In generale nei
legami covalenti semplice è permessa la libera rotazione degli atomi intorno all’asse di legame , nei
legami covalenti doppi e tripli tale rotazione non è permessa.
2)Il legame covalente polare si forma tra atomi con differente elettronegatività e la nube elettronica si
stabilisce sull’atomo più elettronegativo . Consideriamo ad esempio la molecola di acido cloridrico HCl
nella quale
H e Cl condividono gli elettroni:
L’atomo più elettronegativo in questo caso è quello di cloro il quale assume una carica parzialmente
negativa e l’idrogeno di conseguenza una carica parzialmente positiva ; si crea così un dipolo e il
legame viene chiamato legame covalente polare .
Quando la differenza di elettronegatività supera l’1.9 allora si parla di legame ionico e avviene un
trasferimento di elettroni dall’atomo meno elettronegativo a quello più elettronegativo .

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