Chimica Il legame chimico ITIS – A. Bernocchi Toscano - Bottalo IL LEGAME CHIMICO

ChimicaIl legame chimico

ITIS – A. BernocchiToscano - Bottalo

IL LEGAME CHIMICO



Legami primari e secondari

Legami primari sono tra atomi per formare molecole, sono forti e richiedono molta energia

Il composto formato con legami primari ha proprietà del tutto diverse dagli elementi di partenza

Legami secondari si instaurano tra molecole, sono deboli e richiedono poca energia per essere rotti

Dopo la formazione i legami secondari le proprietà del composto di partenza restano inalterate.

(passaggi di stato)

2 Na + Cl2 2 NaCl

http://www.youtube.com/watch?v=s-KvoVzukHo

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Perché gli atomi si legano a formare molecole?

Gli atomi si legano per ottenere un vantaggio energetico, cioè due

atomi di idrogeno sono più stabili se si trovano legati tra loro a formare

una molecola di H2

Come l’idrogeno tutti gli atomi preferiscono legarsi tra loro per formare molecole piuttosto che restare in forma atomica neutra.

Ma proprio tutti?

Legami primari

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I GAS NOBILI

I gas nobili sfuggono a questa regola generale perché non formano legami con nessun’altro atomo, nemmeno con sé stessi!

Infatti l’elio si presenta come gas He e NON come He2

Cos’hanno di diverso i gas nobili?

s1 s2 p1 s2p6p2 p3 p4 p5

Questi elementi completano i

sottolivelli s e p. Evidentemente avere gli orbitali s e p pieni

di elettroni rende l’atomo

particolarmente stabile!

Legami primari

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Sulla base di questa considerazione il chimico Langmuir stabilì la regola empirica dell’ ottetto:

Un atomo è particolarmente stabile quando ha otto elettroni nel livello energetico più esterno

Come può il Fluoro (F) diventare stabile?

Come può l’Azoto (N) diventare stabile?

Come può il Sodio (Na) diventare stabile?

…2s22p5

7 elettroni

ne manca 1!

…2s22p3

5 elettroni

ne mancano 3!

…2s22p63s1

1 elettroni

Ne mancano 7 one ha 1 di troppo!

Prova tu!

Legami primari

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Gli elettroni mancanti vengono cercati negli altri atomi. Gli elettroni condivisi in un legame appartengono ad entrambi gli atomi!

L’ossigeno ha 6 elettroni

L’idrogeno ha 1 elettrone

L’idrogeno ha 1 elettrone

OHH ……

..

Se l’ossigeno mette due elettroni in condivisione e ogni idrogeno uno in totale l’ossigeno è come se avesse 8 elettroni e ogni idrogeno 2!

Non è chiaro? Allora guarda qui!

Legami primari

http://www.youtube.com/watch?v=QqjcCvzWwww

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Formule di Lewis

E’ un sistema per rappresentare atomi e molecole basato sulla regola dell’ottetto

Atomi: si rappresenta il simbolo chimico e gli si pongono intorno tanti elettroni (rappresentati da puntini) quanti quelli del suo livello più esterno.

Visto che gli elettroni amano stare lontani devono essere rappresentati uno per ogni lato della lettera, prima da soli e poi, se necessario, accoppiati.

Proviamo:

Fluoro Azoto Sodio

…2s22p5

7 elettroni

…2s22p3

5 elettroni

…2s22p63s1

1 elettroni

F N Na

Prova tu!

Legami primari

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Adesso formiamo le molecole

Partiamo dell’esplosivo NaCl

ClNa

…2s22p63s1 …3s23p5

1 elettrone 7 elettroni

Per indicare la coppia di elettroni condivisa unisco i due atomi con una stanghetta

ClNa

O O

ClCaCl

ClCl Cl

O

Cl

O

Cl Ca

Cl

Prova tu!

Legami primari

+ -

++- -

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elettronegatività

I legami che abbiamo formato non sono tutti uguali. Infatti se le molecole sono costituite da atomi diversi, i due atomi avranno una diversa tendenza ad attrarre verso di sé gli elettroni di legame, polarizzando i legame.

Chi governa questa tendenza: l’elettronegatività!

Fluoro è l’elemento più elettronegativo e il Cesio quello meno

elettronegativo (ad esclusione dei

gas nobili)

Legami primari

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In base all’elettronegatività degli atomi legati si possono distinguere tre tipi di legame con caratteristiche notevolmente diverse:

legame ionicolegame ionico:: nasce dalle forze elettrostatiche attrattive che si esercitano fra ioni di carica opposta in un solido ionico quale NaCl che è costituito da un reticolo di ioni Na+ e Cl-

legame covalentelegame covalente:: è basato sulla condivisione degli elettroni di valenza da parte di due atomi. La forza di attrazione fra i due atomi deriva dalla attrazione di entrambi i nuclei degli elettroni condivisi. Un esempio è la molecola di N2 in cui due atomi di N condividono i loro due elettroni.

legame covalente polarizzatolegame covalente polarizzato:: è come il legme covalente, ma gli atomi interessati dal legame hanno elettronegatività simile, ma diversa. In questo modo si forma una piccola separazione di carica dindicata con + e -. Un esempio è la molecola di CO2.

Legami primari

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legame ionicolegame ionico

legame covalentelegame covalente

legame coovalente polarizzatolegame coovalente polarizzato

Na + Cl

N + N

C + 2O

Na+ Cl-

N N

O C O

3 3 elettronegatività

0,9 3 elettronegatività

elettroni

3,5 2,5 elettronegatività3,5elettroni

Legami primari

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L’andamento dell’elettronegatività appena visto porta ad individuare il tipo di legame in funzione della posizione sulla tavola degli atomi coinvolti

Atomi uguali=

legame covalente puro

Non metallo – metallo=

legame ionico

Non metallo – non metallo=

legame covalente polare

Legami primari

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Esempio: riprendiamo le molecole formate in precedenza e definiamo il tipo di legame che le coinvolge

ClNa

Cl

OO

Cl

O O

ClCaCl

ClCl

+

+

+

+ +

Non metallo-Metallo:

legame IONICO

Non metallo-Metallo:

legame IONICO

Metallo-Non metallo:

legame IONICO

Stesso atomo:

legame COVALENTE

Stesso atomo:

legame COVALENTE

Prova tu!

Legami primari

ClNa+ -

ClCl Ca++ -

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Legami secondariLegami secondari

I dipoli molecolari possono originare delle forze di attrazione intermolecolari.

Quindi ogni volta che si presenta una differenza di carica tra gli atomi legati (legame IONICO e COVALENTE POLARE) le molecole formate saranno attratte tra loro dalla forza elettrostatica dei dipoli.Es: acqua, ammoniaca, sali, ecc.

Un tipo di legame dipolo-dipolo molto importante per la vita degli animali è legame a idrogeno, dove H ha una parziale carica positiva che attira O che porta una parziale carica negativa

Nel caso dei gas nobili o di composti formati da molecole apolari le deboli forze attrattive vengono spiegate con la formazione casuale di un dipolo temporaneo (il cosiddetto dipolo indotto) che genera reciproca attrazione e provoca la condensazione del gas. Questo legame è detto di Van der Waals.

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Legami secondariI legami secondari sono responsabili della struttura dei composti e di fenomeni come la dissoluzione

1. Esempio di legame a idrogeno: l’acqua

2. Esempio di legame a idrogeno: dissoluzione di un sale

Forza relativa

Legame ionico 1000

Legame idrogeno 10 - 100

Forza di Van Der Waals 1

Forza dei legami chimici secondari rispetto ad un legame ionico:

http://www.youtube.com/watch?v=EBfGcTAJF4o



TornaCalcola il numero di elettroni dell’ultimo livello

(livello di valenza) dei seguenti atomi:

Atomo N°elettroni Atomo N°elettroni

Na Br

P Cl

Se Sr

C Ge

B O

Li Ne

Ca N

Atomo N°elettroni Atomo N°elettroni

Na 1 Br 7

P 5 Cl 7

Se 6 Sr 2

C 4 Ge 4

B 3 O 6

Li 1 Ne 8

Ca 2 N 5



Torna

Atomo Formula Lewis Atomo Formula Lewis

Sodio Na Berillio Be

fosforo P Cloro Cl

Selenio Se Stronzio Sr

Carbonio C Germanio Ge

Boro B Ossigeno O

Litio Li Neon Ne

Calcio Ca Azoto N

Scrivi la formula di Lewis dei seguenti atomi



Torna Forma delle molecole con i seguenti atomi:

N, H

Cl, Cl

O, Na

K, Br

Ca, S

H, F

Se, Cl

O, O

K, N

P, O

C, Ne

S, Si

N, Ca

Mg, K

O, C

Ge, I

Cl Cl

HH N H

H F

Cl Se Cl

O O

O P O P O

non si può

S Si S

non si può

II Ge I

I

O C O

Na+ O2- Na+

K+ Br-

Ca2+ S2-

K+

K+ N3- K+

Ca2+ N3-Ca2+N3-Ca2+



Torna Stabilisci il tipo di legame delle seguenti molecole

Cl Cl

HH N H

Na+ O2- Na+

K+ Br-

Ca2+ S2-

H F

Cl Se Cl

O O

K+

K+ N3- K+

O P O P O

S Si S

II Ge I

I

Ca2+ N3-Ca2+N3-Ca2+

O C O

Covalente polare

Covalente polare

Covalente polare

Covalente polare

Covalente polare

Covalente polare

Covalente polare

Covalente puro

Covalente puro

Ionico

Ionico

IonicoIonico

Ionico

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