Legame covalente

Il legame covalente si forma tra atomi che hanno un alto valore di elettronegatività e quindi tra atomi "non metallici".

Esistono due tipi di legame covalente: il legame covalente puro e il legame covalente polare.

Il legame covalente puro (o covalente omeopolare) si realizza tra atomi dello stesso elemento. H:H, O::O,Cl:Cl …

Il legame covalente polare (o covalente eteropolare) si realizza tra atomi di elementi diversi con i due atomi che devono avere una differenza di elettronegatività inferiore a 1,9.

Il legame che si forma attraverso la condivisione di una coppia di elettroni è chiamato "legame covalente singolo" o più semplicemente "singolo legame" ed è rappresentato mediante un trattino che unisce i simboli chimici dei due atomi.

legame covalente dell'idrogeno

Se consideriamo la formazione del legame covalente nella molecola d’idrogeno H2, due atomi d’idrogeno condividono il loro unico elettrone per raggiungere la configurazione elettronica del gas nobile successivo (Elio).

I due atomi d’idrogeno, mettono in condivisione una coppia di elettroni, provenienti uno da un atomo e uno dall'altro atomo formando un legame covalente puro.

I gas nobili, elio, neon, argo….,  sono caratterizzati dall’essere difficilmente coinvolti nelle reazioni chimiche; questa caratteristica è attribuita agli 8 elettroni (ottetto) che occupano l’orbita esterna rendendo questa situazione elettronicamente stabile.

Si suppone che gli elementi tendano a raggiungere questo stato mediante la condivisione degli elettroni dell’orbita esterna.

La molecola del Cloro (Cl2), ha una configurazione elettronica 3s2 3p5; 2 elettroni dall’orbitale 3s e 5 elettroni dal 3p, cioè un totale di 7 elettroni.

 a ciascuno degli atomi del cloro serve 1 elettrone per completare l’ottetto del gas nobile successivo (Argon).

Entrambi gli atomi, attirano l’elettrone spaiato dell’altro, ma, avendo una elettronegatività identica, nessuno dei due ha la forza per attirare presso il proprio nucleo, l’elettrone spaiato dell’altro, raggiungono un compromesso , mettendo in compartecipazione i due elettroni, costituendo un legame covalente singolo.; entrambi gli atomi di Cloro ha attorno a se, 3 coppie di elettroni non condivise ( coppie solitarie) e 2 elettroni condivisi, che costituiscono un doppietto di legame per un totale di 8 elettroni, che è rappresentato con un trattino che unisce i due atomi (Cl-Cl).

Consideriamo la molecola di ossigeno, O2, i due atomi condividono due elettroni formando un doppio legame covalente doppio che si indica con un doppio trattino indicante una doppia coppia di elettroni ( O=O), questo legame è più forte e più corto rispetto al legame covalente singolo.

La molecola del gas azoto (N), dove ciascuno dei due atomi di azoto ha 5 elettroni spaiati nella parte esterna, formando la molecola di azoto (N2),  mettono in comune 3 elettroni per raggiungere “l’ottetto”, si forma un triplo legame che si indica con 3 trattini posti tra i due atomi di azoto che è più forte e più corto del doppio legame.

I legami covalenti doppi e tripli impediscono alle molecole di ruotare su se stesse, cosa che avviene per il legame covalente semplice.

Quando il legame covalente si forma tra molecole con una elettronegatività differente, diversamente per le molecole formate dal medesimo atomo, la nuvola elettronica, degli elettroni condivisi, si concentrano attorno l’atomo più elettronegativo originando il legame covalente polare; questa diversità di concentrazione elettronica si indica con i simboli ( δ- ), (δ+), dove il segno meno accanto al simbolo δ, che indica la densità di carica, ci sarà la maggior concentrazione degli elettroni; la molecola con questa disposizione di cariche elettroniche forma un dipolo, da cui il nome di covalente polare.

Legame ionico

Nell’acido cloridrico (H-Cl), la nuvola elettronica negativa è spostata attorno l’atomo di Cloro; tanto maggiore è la differenza di elettronegatività tra i due atomi che formano il legame covalente polare, tanto maggiore sarà la densità di carica attorno all’atomo più elettronegativo; se la differenza di elettronegatività supera il valore di 1,9, c’è un trasferimento di elettroni, dall’atomo meno elettronegativo, che diventa positivo ( catione), verso l’atomo più elettronegativo, che diventa negativo (anione); in questo caso il legame si chiamerà legame ionico, la coesione molecolare del legame è di tipo elettrostatico, che significa che tiene vicino i due atomi di carica opposta.

Il cloruro di sodio NaCl, si forma quando il gas di Cloro viene a contatto con il Sodio metallico, gli atomi di Cloro e Sodio si trovano  in forma ionica (Na+ Cl-).

Il Sodio, reagendo molto violentemente, cede al Cloro il suo elettrone di valenza, diventando positivo, raggiungendo la configurazione elettronica ad ottetto del Neon; il cloro acquista 1 elettrone, diventa negativo, raggiungendo la configurazione elettronica ad ottetto dell’Argon.

Non esiste una sola molecola di NaCl, perché il legame ionico non si concentra solo  tra due atomi cloro e sodio, ma si estende anche agli atomi di carica opposta, che sono attorno, formando un reticolo cristallino.

Riccardo Monti