Legami chimici: cosa sono, funzioni, esercizi

A legami chimici sono le interazioni che avvengono tra gli atomi per diventare una molecola o una sostanza base di un composto. Esistono tre tipi di link: covalenti, metallico e ionico. Gli atomi cercano, creando un legame chimico, di stabilizzarsi elettronicamente. Questo processo è spiegato da teoria dell'ottetto, che impone che ogni atomo, per raggiungere la stabilità, debba avere otto elettroni nel suo guscio di valenza.

Legami chimici e regola dell'ottetto

IL ricerca della stabilità elettronica, che giustifica la realizzazione di legami chimici tra atomi, si spiega con la teoria dell'ottetto. Proposta da Newton Lewis, questa teoria afferma che l'interazione atomica avviene in modo che ogni elemento acquisisca la stabilità di un gas nobile, cioè, otto elettroni in strato di valenza.

Per questo, l'elemento dare, ricevere o condividere elettroni dal suo guscio più esterno, formando quindi legami chimici di carattere ionico, covalente o metallico. voi gas nobili sono gli unici atomi che hanno già otto elettroni nel loro guscio più esterno ed è per questo che non reagiscono molto con gli altri elementi.

Guardaanche: Regole di distribuzione elettronica: come si fa?

Distribuzione elettronica del neon (gas nobile) con evidenza al guscio di valenza, che ha otto elettroni.
Distribuzione elettronica del neon (gas nobile) con evidenza al guscio di valenza, che ha otto elettroni.

Tipi di legami chimici

Per ottenere gli otto elettroni nel guscio di valenza come previsto dalla regola dell'ottetto, gli atomi si legano insieme, che variano a seconda della necessità di donare, ricevere o condividere elettroni e anche della natura degli atomi leganti.

  • legami ionici

Conosciuto anche come legami elettrovalenti o eteropolari, succede tra metalli ed elementi molto elettronegativi (ametalli e idrogeno). In questo tipo di chiamata, i metalli tendono a perdere elettroni, trasformandosi in cationi (ioni positivi), e i non metalli e l'idrogeno guadagnano elettroni, diventare anioni (ioni negativi).

voi composti ionici sono duri e fragili, hanno un alto punto di ebollizione e conducono corrente elettrica quando sono allo stato liquido o diluiti in acqua.

Legame ionico tra sodio (Na+) e cloro (Cl-) in cui il sodio dona un elettrone al cloro.
Legame ionico tra sodio (Na+) e cloro (Cl-) in cui il sodio dona un elettrone al cloro.

Osservazione: Tieni presente che l'atomo che acquista elettroni diventerà uno ione con segno negativo e che l'atomo che perde elettroni diventa un segno positivo.

Esempi di sostanze ioniche:

  • Bicarbonato (HCO3-);
  • Ammonio (NH4+);
  • solfato (SO4-).

Per saperne di più su questo tipo di legame chimico, visita il nostro testo: legami ionici.

  • legami covalenti

A legami covalenti succedere da condivisione di elettroni. A causa della bassa differenza di elettronegatività tra gli elementi leganti, non donano né ricevono elettroni, ma condividere coppie elettroniche in modo che siano stabili secondo la regola dell'ottetto. Questo tipo di connessione è molto comune in elementi semplici come Cl2, H2, O2, e anche nelle catene di carbonio. la differenza di elettronegatività tra i ligandi determina se il legame è polare o non polare.

Due molecole che svolgono un legame covalente. Il primo (Cl2) è un semplice composto non polare e il secondo (Hcl), una molecola polare.
Due molecole che svolgono un legame covalente. Il primo (Cl2) è un semplice composto non polare e il secondo (Hcl), una molecola polare.

Leggi anche:Polarità delle molecole: come identificarle?

  • legame covalente dativo

Chiamato anche legame covalente coordinato, legame semipolare, dativo o coordinato, è molto simile al legame covalente, la differenza tra i due è che uno degli atomi nel legame dativo è responsabile della condivisione di due elettroni. In questo tipo di connessione, che avviene artificialmente, la molecola acquisisce le stesse caratteristiche di una molecola derivante da un legame covalente spontaneo.

  • Collegamenti in metallo

Questo tipo di legame avviene tra i metalli, che comprendono gli elementi della famiglia 1A (metalli alcalini), 2A (metalli alcalino-terrosi) e i metalli di transizione (blocco B della tavola periodica - gruppo da 3 a 12), formando ciò che chiamiamo leghe metalliche. La caratteristica differenziale rispetto ad altri tipi di connessione è la movimento degli elettroni, il che spiega il fatto che i materiali metallici, allo stato solido, sono ottimi conduttori elettrici e termici. Inoltre, le leghe metalliche hanno un alto punto di fusione e di ebollizione, duttilità, malleabilità e lucentezza. Esempi di leghe metalliche sono:

  • acciaio: ferro (Fe) e carbonio C;

  • bronzo: rame (Cu) + stagno (Sn);

  • ottone: rame (Cu) + zinco (Zn);

  • oro: oro (Au) + rame (Cu) o argento (Ag).

Rappresentazione molecolare del sodio metallico.
Rappresentazione molecolare del sodio metallico.

Sommario

  • Legami chimici: interazione tra atomi che cercano stabilità elettronica.
  • Tipi di chiamate: ionico, covalente e metallico.
  • Regola dell'ottetto: definisce che, affinché l'atomo sia stabile, deve avere otto elettroni nel suo guscio di valenza.

esercizi risolti

domanda 1 - (Mackenzie-SP) Affinché gli atomi di zolfo e potassio acquisiscano una configurazione elettronica pari a quella di un gas nobile, è necessario che:

(Dati: numero atomico S = 16; K = 19).

a) lo zolfo riceve 2 elettroni e il potassio riceve 7 elettroni.

b) lo zolfo dà 6 elettroni e il potassio riceve 7 elettroni.

c) lo zolfo produce 2 elettroni e il potassio 1 elettrone.

d) lo zolfo riceve 6 elettroni e il potassio cede 1 elettrone.

e) lo zolfo riceve 2 elettroni e il potassio cede 1 elettrone.

Risoluzione

Alternativa E. Poiché lo zolfo è nella famiglia 6A o 16, obbedendo alla regola dell'ottetto, ha bisogno di acquisire 2 elettroni per avere 8 nel suo guscio di valenza. Il potassio, invece, che appartiene alla prima famiglia della tavola periodica (1A o famiglia dell'idrogeno), per avere nel suo strato di valenza la configurazione di un gas nobile, ha bisogno di perdere 1 elettrone. Combinando 2 atomi di potassio con 1 atomo di zolfo, possiamo stabilire un legame ionico in cui entrambi gli elementi sono elettricamente stabili.

Domanda 2 - (UFF) Il latte materno è un alimento ricco di sostanze organiche, come proteine, grassi e zuccheri, e di sostanze minerali come il fosfato di calcio. Questi composti organici hanno come caratteristica principale i legami covalenti nella formazione delle loro molecole, mentre il minerale possiede anche un legame ionico. Controlla l'alternativa che presenta correttamente i concetti di legame covalente e ionico, rispettivamente:

a) Il legame covalente si verifica solo nei composti organici.

b) Il legame covalente avviene mediante trasferimento di elettroni e il legame ionico avviene condividendo elettroni con spin opposti.

c) Il legame covalente si forma per attrazione di cariche tra atomi, e il legame ionico, per separazione di cariche.

d) Il legame covalente si forma unendo atomi in molecole, e il legame ionico, unendo atomi in complessi chimici.

e) Il legame covalente avviene condividendo elettroni e il legame ionico avviene mediante trasferimento di elettroni.

Risoluzione
Alternativa E.

Vediamo gli altri:

  • Alternativa a: non corretto in quanto i legami covalenti si verificano anche in composti inorganici come CO2.
  • Alternativa b: errata, poiché i legami covalenti si verificano per condivisione e i legami ionici per trasferimento di elettroni.
  • Alternativa c: Sia il legame covalente che il legame ionico si verificano attraverso la necessità di perdere o acquisire elettroni, non per attrazione elettrostatica tra i nuclei.
  • Alternativa d: Entrambi i legami, sia covalenti che ionici, avvengono attraverso l'unione di atomi in una molecola.

Domanda 3 - (PUC-MG) Rivedere la tabella, che mostra le proprietà di tre sostanze, X, Y e Z, in condizioni ambientali.

Sostanza Temperatura di fusione (c°) conduttività elettrica solubilità in acqua
X 146

nessuna

solubile
1600 alto insolubile
z 800 appena sciolto o sciolto in acqua solubile

Considerando queste informazioni, è CORRETTO affermare che le sostanze X, Y e Z sono, rispettivamente:

a) ionico, metallico, molecolare.

b) molecolare, ionico, metallico.

c) molecolare, metallico, ionico.

d) ionico, molecolare, metallico.

Risoluzione

Alternativa C.

La sostanza X è molecolare, in quanto legami molecolari, detti anche covalenti, hanno un punto di ebollizione basso, poiché la differenza di elettronegatività tra i ligandi non è molto alto. Generalmente i composti covalenti non hanno conduttività elettrica e la solubilità è variabile.

Possiamo riconoscere la sostanza Y come metallica, in quanto i metalli hanno un alto punto di fusione, sono ottimi conduttori elettrici e sono insolubili in acqua.

Infine, la sostanza Z è ionica, poiché il punto di fusione è relativamente alto per questa sostanza, il che è una conseguenza della disposizione cristallina della molecola. Quando una sostanza ionica viene disciolta in acqua o allo stato liquido, ha ioni liberi, che la rendono conduttrice di elettroni e solubile in acqua.

Di Laysa Bernardes Marques
Insegnante di chimica

Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ligacoes-quimicas.htm

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