Si è visto che la forza responsabile dell’esistenza degli atomi è la forza elettromagnetica, che fa sì che il nucleo, a carica elettrica positiva, attragga a se’ gli elettroni, negativi, in maniera da stabilizzarne il moto all’interno di una zona di spazio, detta orbitale atomico, centrata intorno al nucleo stesso. Gli elettroni sono quindi i costituenti più esterni dell’atomo; in generale, si può dire che un atomo interagisce con altri atomi modificando forma ed estensione dei propri orbitali in modo tale, che i propri elettroni risentano anche del campo di attrazione di altri nuclei. In questo modo, un elettrone si muove in una zona di spazio, in cui risente dell’attrazione di più nuclei, positivi, dando luogo ad una forza attrattiva di legame, di tipo elettrostatico: si è cioè formato un LEGAME CHIMICO fra gli atomi. Vi sono vari tipi di legame chimico, tutti riconducibili ad un’attrazione di tipo elettrostatico fra cariche elettriche opposte. Cominceremo col descrivere in dettaglio il modello di legame detto LEGAME COVALENTE e considereremo gli altri tipi di legame (ionico, metallico) come casi particolari di questo modello generale. Trattandosi di MODELLI, le discussioni che seguono sono da considerarsi come descrizioni semplificate e schematiche della realtà fisica, soprattutto per quanto riguarda i sistemi più complessi. La loro utilità risiede nel permettere di visualizzare fenomeni non direttamente osservabili, mettendone in risalto le caratteristiche salienti al fine di prevedere e razionalizzare il comportamento fisico e chimico della materia. Il legame covalente. Si consideri per primo l’atomo più semplice, quello di idrogeno, costituito da un protone (+) e da un elettrone (-) che si muove nell’orbitale 1s. Questa non è una situazione di massima stabilità, mentre lo è quella dell’elio, He (Z = 2), in cui l’orbitale 1s è completo perché contiene 2 elettroni (configurazione elettronica 1s2, che si può anche indicare con [He]). L’idrogeno cerca di riportarsi ad una configurazione del tipo [He], più stabile, e per fare questo si lega con un altro atomo di H. H . . H a b c Fig. 1. Formazione di H2 Quindi, due atomi H, ciascuno dotato di un orbitale atomico 1s semipieno (1s1), si avvicinano fino a sovrapporre i loro orbitali (Fig. 1). Come si vede in Fig. 2, l’energia del r E REPULSIONE ATTRAZIONE E° r° r° = 0,074 nm = 7,4 x 10-11 m E° = - 436 kJ / mol Fig. 2. Profilo energetico della formazione del legame H-H. Continua »