Legami covalenti puri e polari

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Legami covalenti puri e polari

Quando due atomi mettono in comune uno o più elettroni ciascuno ﬁ no ad avere 8 elettroni nel livello più esterno, con lo scopo di raggiungere una maggiore stabilità, essi formano un legame covalente.

Gli elettroni messi in comune ruotano intorno ai nuclei di entrambi gli atomi, che li attraggono contemporaneamente. I nuclei dei due atomi si trovano così avvolti da una nuvola elettronica che mantiene assieme i due atomi in un legame che si chiama covalente.

Prendiamo per esempio la molecola di cloro (Cl₂), in cui ogni atomo di cloro ha 7 elettroni nel livello più esterno. Per raggiungere la stabilità formando l’ottetto, il livello più esterno ha bisogno di un altro elettrone per essere completato. Se due atomi di cloro mettono in comune un elettrone ciascuno, il livello esterno si completa. Nello stesso tempo i due atomi restano legati per mezzo di un legame covalente e formano la molecola di cloro: Cl₂.

Molte molecole si possono formare con questo tipo di legame: sia molecole di elementi, come il cloro (Cl₂), l’idrogeno (H₂), lo iodio (I₂), il ﬂ uoro (F₂), l’ossigeno (O₂), sia molecole di composti, come l’acqua (H₂O) e il metano (CH₄).

Cl2

+

Cl

Cl Cl

C

H H C

H H CHH44

C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C

+

C

H

Formazione del legame covalente in una molecola di cloro Cl₂.

Formazione del legame covalente in una molecola di metano CH₄.

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Questo tipo di legame è ben visualizzabile mediante la cosiddetta rappresentazione di Lewis degli elettroni di valenza, dove la coppia di elettroni coinvolta nel legame covalente è indicata con due punti (:) oppure con una linea (–) tra i due atomi.

Per esempio la molecola di idrogeno H₂ può essere rappresentata H• + •H → H:H oppure H–H

In questo caso il legame covalente si realizza tra due atomi uguali, e quindi anche la forza di attrazione dei nuclei sugli elettroni di legame è identica: il legame è covalente puro.

Se, invece, i due atomi collegati per mezzo del legame covalente sono diversi (per esempio HCl), esercitano una diversa forza di attrazione sugli elettroni di legame, perché hanno una diversa elettronegatività. Con il termine elettronegatività si intende la capacità di un atomo di attrarre verso di sé gli elettroni di legame di un altro atomo. Come nel tiro alla fune, gli elettroni di legame vengono “tirati” dai due atomi, e l’atomo più elettronegativo avrà la capacità di attirare maggiormente verso di sé la coppia di elettroni di legame rispetto all’atomo meno elettronegativo.

Nel complesso la molecola si mantiene neutra (il numero degli elettroni è uguale al numero dei protoni), ma si possono individuare un polo parzialmente negativo e un polo parzialmente positivo: il legame così formato è detto covalente polare.

Tornando all’esempio del tiro alla fune, se due atomi sono uguali (hanno elettronegatività uguale) la forza per tirare gli elettroni è uguale e si forma un legame covalente puro; se i due atomi sono diversi quello più elettronegativo tira di più e si forma un legame covalente polare.