1. LEGAMI CHIMICI
L’insieme delle forze che tengono uniti due o più atomi fra loro in un assetto stabile di minore energia.
Questa configurazione è composta da 8 elettroni ed è indicata anche con il termine di ottetto.
Si chiama legame chimico ciò che tiene unito un atomo ad un altro e si forma sempre fra almeno due atomi.
Per indicare che due atomi sono legati, si interpone un trattino fra i loro simboli (C-C, H-H, ecc).
Gli atomi formano legami chimici per raggiungere una configurazione elettronica più stabile, generalmente
la configurazione elettronica del gas nobile più vicino, quindi l’ottetto. I gas nobili, che già hanno raggiunto
l’ottetto, non formano legami chimici.
Nelle molecole costituite da due atomi (molecole biatomiche) come, per esempio, la molecola dell’idrogeno
H2, un solo legame è sufficiente a tenere insieme i due atomi.
= Atomo di idrogeno (H)
molecola dell’idrogeno H2
Legami forti o legami interatomici
I legami forti si instaurano tra atomi oppure tra ioni per formare le molecole. Sono tutti dovuti a interazioni
di natura elettrostatica e si distinguono in vari tipi secondo la natura dell’interazione.
LEGAMI FORTI
IONICO COVALENTE METALLICO
PURO POLARE DATIVO
Regola dell’ottetto e legami chimici
I membri del gruppo I (H, Li, Na, K, Rb, Cs) hanno un solo puntino e quindi un solo elettrone più esterno,
denominato elettrone di valenza. I membri del gruppo II (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) hanno due elettroni di valenza e
due puntini e così via, sino al gruppo VIII. I sei elementi di quest’ultimo gruppo, elio He, neon Ne, argo Ar,
cripto Kr, xeno Xe e radon Rn, sono chiamati gas nobili, a causa della loro grande inerzia chimica ossia
resistenza alle reazioni chimiche. Soltanto i gas nobili posseggono strati esterni con otto elettroni (8 puntini) e quindi gli
altri elementi tendono a raggiungere la configurazione più esterna con 8 elettroni.
I II III IV V VI VII VIII
. ..
H· Be· He
. . . .. . . ..
Li· Mg· ·B · ·C·
. ·N·
. :O·
.. :.F.: :Ne:
..
. . . .. . . ..
Na· Ca· ·Al· ·Si·
. ·P ·
. :.S.· :Cl:
.. :Ar:
..
Facciamo degli esempi, per comprendere la regola dell’ottetto. Il cloro Cl del gruppo VII ha sette elettroni
esterni, perciò, nelle reazioni con altri elementi, cercherà di acquistare 1 elettrone ed avere la stessa struttura
elettronica con 8 puntini del vicino argo. Avendo acquistato 1 elettrone diventerà uno ione negativo Cl- che
si chiama ione cloruro ed è differente dal cloro elemento. Analogamente agiscono, acquistando elettroni, gli
altri elementi con 7, con 6 e con 5 elettroni più esterni (gruppi VII, VI, V). Gli atomi con pochi elettroni
esterni (con 1, con 2 e con 3 elettroni) avranno un comportamento opposto. Per questi elementi (gruppi I, II,
III) è più facile perdere elettroni e trasformarsi in ioni positivi. Per esempio, il magnesio ha 2 elettroni esterni
(2 puntini) e cercherà di perdere questi elettroni, durante le reazioni chimiche, per mutarsi in ione Mg 2+, più
stabile di Mg e con struttura elettronica simile al gas nobile neon Ne, che lo precede. Volendo estendere la
regola a tutti gli altri elementi si può dire quanto segue. Tutti gli elementi raggiungono le strutture
1

2. elettroniche tipiche dei gas nobili in tre distinte maniere: cedendo, acquistando e mettendo in comune gli
elettroni più esterni, denominati elettroni di valenza. I principali legami chimici fra gli atomi, legame ionico,
legame covalente e legame metallico nascono in seguito alle tre operazioni di cessione, acquisto e scambio di
elettroni.
Comunque, tutti i legami chimici che si stabiliscono fra gli atomi sono dovuti a forze di attrazione di natura
elettrostatica
Elettronegatività e legami
È la tendenza di ciascun atomo ad attirare gli elettroni coinvolti in un legame. Secondo la scala di
elettronegatività il valore più alto è 4. Questo valore corrisponde al fluoro che è l’elemento più
elettronegativo.
La differenza di elettronegatività, tra gli atomi coinvolti in un legame è indicata con il simbolo D e consente
di prevedere, con buona approssimazione, il tipo di legame che si forma:
Se >0,4 il legame è covalente puro o quasi puro
Da 0,4 a 1,9 il legame è covalente polare
Se > 1,9 il legame è ionico
LEGAME IONICO
legame ionico: è una forza di natura elettrostatica che si stabilisce tra due ioni di carica opposta e si forma a
seguito di un trasferimento reale di elettroni da un atomo all’altro. Non si può mai
formare tra atomi dello stesso tipo.
Il legame ionico consiste nel trasferimento di elettroni da elementi che perdono
facilmente elettroni (metalli) ad elementi in grado di acquistarli (non metalli).
RETICOLO CRISTALLO NaCl
Nei composti contenenti legami ionici non esistono molecole isolate ma reticoli
cristallini formati da ioni positivi e negativi.
Un legame ionico si forma fra atomi che hanno una forte differenza di elettronegatività cioè la cui differenza
dei valori di elettronegatività è superiore a 1,7.
Quando due atomi si avvicinano (un metallo e un atomo di un elemento degli ultimi gruppi), gli elettroni del
livello più esterno dell’atomo meno elettronegativo (metallo con pochi elettroni di valenza) passano
all’atomo più elettronegativo (non metallo con tanti elettroni di valenza). Quest’ultimo diviene quindi uno
ione negativo, mentre l’altro atomo diviene uno ione positivo (uno ione è un atomo, dotato di carica
elettrica). Fra i due ioni con cariche elettriche opposte si stabilisce un’attrazione di tipo elettrostatico che li
tiene uniti: quest’attrazione costituisce il legame. I composti contenenti legami ionici sono chiamati
composti ionici (NaCl, MgCl2, ecc).
Un esempio di composto ionico è il cloruro di sodio (NaCl). Il sodio (Na) appartiene al I gruppo e, quindi, ha
un solo elettrone (e-) esterno; la sua elettronegatività è 0.93, un valore basso. Il cloro (Cl) appartiene al VII
gruppo e ha, perciò, sette elettroni esterni; la sua elettronegatività è 3.16, un valore alto.
La differenza di elettronegatività (3.16 – 0.93 = 2.23) fra i due elementi supera il valore standard di 1.7, quindi fra i loro atomi si
forma un legame ionico e l’elettrone dell’atomo di sodio passa a quello di cloro.
Formazione del legame ionico nel cloruro di sodio (NaCl)
1 – L’atomo di sodio perde il suo elettrone esterno e diventa uno ione positivo.
2

3. = Atomo di sodio (Na)
Na Na+ + e-
2 – L’atomo di cloro acquista l’elettrone perduto dal cloro e diventa ione negativo.
Cl + e- Cl-
3 – I due ioni, avendo cariche elettriche di segno opposto, si attirano e restano uniti.
3

4. = Atomo di sodio (Na)
= Atomo di cloro (Cl)
Na+ + Cl- NaCl
Caratteristiche Dei Composti Ionici
I composti ionici sono tutti solidi a temperatura ambiente. Hanno in genere punti di fusione elevati e punti
di ebollizione ancora più elevati, per cui è difficile farli passare allo stato di vapore. Ciò indica che
l’attrazione fra gli ioni è forte, per cui occorre molta energia per separarli.
LEGAME COVALENTE
Il legame covalente consiste nella condivisione di coppie di elettroni di valenza tra atomi della stessa specie
o di specie diversa. In molti casi la condivisione degli elettroni consente agli atomi coinvolti di circondarsi di
otto elettroni come nei gas nobili (regola dell’ottetto).
Legame
covalente
e
Puro Multiplo Polare Dativo
Il legame covalente si forma fra atomi la cui differenza dei valori di elettronegatività non è maggiore di 1,7. I
due atomi mettono in comune un elettrone ciascuno. Gli elettroni che vengono messi in comune sono che
sono isolati in un orbitale. Quando i due atomi si avvicinano a sufficienza, avviene una parziale
sovrapposizione dei due orbitali in cui si trovano gli elettroni isolati: i due orbitali si compenetrano l’un
l’altro per una certa regione di spazio, che apparterrà contemporaneamente ad entrambi gli orbitali e di
conseguenza gli elettroni che si trovano in questi orbitali apparterranno contemporaneamente ai due atomi.
Il legame covalente è il legame chimico più forte e si distinguono due tipi di legame covalente:
1 - il legame covalente puro;
2 - il legame covalente polare.
IL LEGAME COVALENTE PURO
4

5. Un legame covalente è detto “puro” quando si forma fra atomi con lo stesso valore di elettronegatività,
oppure valori molto vicini. In questo caso, gli elettroni che vengono messi in comune fra i due atomi vengono
attratti con la stessa forza da entrambi i nuclei e, perciò, vengono condivisi in maniera uguale (c’è una
distribuzione simmetrica). Esempi sono la molecola dell’idrogeno (H2) o del cloro (Cl2).
Il Legame Nella Molecola Di Idrogeno H2
L’atomo di idrogeno ha solo un elettrone esterno. Il gas nobile più vicino all’idrogeno è l’elio (He), che ha due
elettroni nel livello più esterno, cioè ha il primo livello energetico completamente occupato. L’idrogeno tende
a raggiungere la configurazione dell’elio, cioè a trovare un modo per avere due elettroni nel primo livello.
Se due atomi di idrogeno mettono in comune i loro elettroni, ognuno di essi avrà due elettroni.
H H H H
Formazione di una molecola di cloro Cl2
Il legame covalente puro consiste nella condivisione di coppie di elettroni fra atomi della stessa specie.
Cl + Cl Cl Cl Cl Cl
Cl Cl Cl2
Molte molecole biatomiche di elementi chimici sono caratterizzate da legame covalente: H2, Br2, I2, F2.
IL LEGAME COVALENTE POLARE
Un legame covalente polare si forma tra atomi che hanno elettronegatività diversa, ma non tanto diversa da
rendere possibile la formazione di un legame ionico (la differenza dei valori di elettronegatività è sempre
minore di 1,7).
Tuttavia la coppia di elettroni non è equamente condivisa fra i due atomi: gli elettroni passano più tempo
attorno all’atomo più elettronegativo, rendendolo parzialmente negativo, mentre l’altro atomo diviene
parzialmente positivo.
legame nella molecola di cloruro di idrogeno (HCl)
Sappiamo che l’atomo di idrogeno ha un elettrone spaiato nell’orbitale 1s e l’atomo di cloro ha un elettrone spaiato in uno degli
orbitali 3p. Quando i due atomi si avvicinano, l’orbitale 1s dell’atomo di idrogeno e l’orbitale 3p dell’atomo di cloro si
sovrappongono e i due elettroni spaiati vengono messi in comune.
In questo modo l’atomo di idrogeno raggiunge la configurazione del gas nobile più vicino, quindi l’elio (He), e l’atomo di cloro
raggiunge l’ottetto.
L’atomo di cloro, essendo più elettronegativo dell’atomo di idrogeno, attira i due elettroni di legame più fortemente dell’atomo di
idrogeno e così il cloro viene ad avere una parziale carica negativa, mentre l’idrogeno una parziale carica .
La molecola si comporta quindi da dipolo elettrico, cioè come un’unità che ha cariche di segno opposto alle
due estremità.
Al dipolo elettrico si associa una grandezza vettoriale chiamata momento dipolare (spesso il dipolo viene
rappresentato da un vettore che va verso l’estremità negativa).
Il legame covalente polare consiste nella condivisione di coppie di elettroni fra atomi di specie diverse. In
questo caso la coppia di elettroni condivisi non è distribuita in maniera perfettamente simmetrica tra gli
atomi legati, ma tende a spostarsi verso l’atomo più elettronegativo che viene a costituire il polo negativo
della molecola. L’altro atomo costituisce il polo positivo.
5

6. Una molecola biatomica contenente un legame polare è sempre polare, cioè ha un’estremità positiva e
un’estremità negativa.
Nel caso di molecole con più di due atomi, la situazione può essere diversa, e dipende dalla geometria della
molecola e dalla somma vettoriale dei momenti dipolari associati ai vari legami polari.
Possiamo considerare alcuni esempi:
- la molecola dell’acqua (H2O)
- la molecola del biossido di carbonio (CO2)
IL LEGAME A IDROGENO
Il legame idrogeno è caratteristico dell’acqua: trattandosi di una molecola contenente legami covalenti polari,
l’atomo di ossigeno, parzialmente negativo, è in grado di legare i due atomi di idrogeno di un’altra molecola.
Di conseguenza le molecole d’acqua, allo stato solido e allo stato liquido, sono tutte collegate tra loro. Il
legame idrogeno spiega, per esempio, l’elevata temperatura di ebollizione dell’acqua rispetto a sostanze di
struttura simile. Per passare allo stato vapore è infatti necessario rompere i legami idrogeno.
-
O
+ H +
H
-
O
H H
 + +
Molecola d’acqua Legame idrogeno
Il legame idrogeno è presente in poche altre sostanze come HF ed NH3, oltre che in macromolecole
biologiche come proteine e acidi nucleici.
Il legame a idrogeno, o a ponte di idrogeno, è un legame che si forma fra molecole che contengono un atomo
di idrogeno legato ad un altro atomo più elettronegativo e di piccole dimensioni.
Il legame in queste molecole è covalente polare, con polarità accentuata: l’atomo di idrogeno è parzialmente
positivo, l’altro atomo è parzialmente negativo. Si stabilisce allora un’attrazione elettrostatica fra l’atomo di
idrogeno di una molecola e l’altro atomo di un’altra molecola. Gli atomi che sono allo stesso tempo
sufficientemente elettronegativi e piccoli sono soltanto tre: quelli dell’azoto, dell’ossigeno e del fluoro.
Quindi si formano legami a idrogeno quando un atomo di idrogeno è legato a uno di questi tre atomi. Quindi
come esempi possiamo analizzare in dettaglio:
- la molecola dell’acqua (H2O)
- la molecola del fluoruro di idrogeno (HF)
Legami a idrogeno nella molecola di Acqua (H2O)
Nella molecola di acqua, l’atomo di ossigeno è parzialmente negativo, mentre i due atomi di idrogeno sono
parzialmente positivi. Quando due molecole di acqua si avvicinano, si stabilisce un’attrazione elettrostatica
fra l’atomo di ossigeno di una di esse e uno degli atomi di idrogeno dell’altra. Si forma così un legame a
idrogeno fra le due molecole.
POLARE APOLARE…
Una molecola è polare quando è presente un dipolo,ovvero una parte parzialmente negativa e una
parzialmente positiva. MI spiego meglio:una molecola si dice APOLARE quando le ceriche positive(protoni)
e negative(elettroni) si distribuiscono in modo tale che non ci sia una parte negativa e una positiva. come
stabilire se è o no polare?
Quando i legami sono apolari( cioè tra atomi di eguale elettronegatività) la molecola è sicuramente apolare.
Quando i legami sono polari si possono verificare due casi:
1. la molecola è simmetrica: è apolare
2. la molecola è asimmetrica: in questo caso la molecola risulta essere polare (è il caso dell'acqua, H2O).
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