Legame covalente: caratteristiche e polarità

Legame covalente: caratteristiche e polarità!

Gli atomi possono combinarsi tra loro condividendo gli elettroni nei loro gusci di valenza in modo che gli atomi di combinazione raggiungano le configurazioni di gas nobile più vicine. Gli elettroni condivisi contribuiscono alla stabilità di entrambi gli atomi. Questo tipo di collegamento è chiamato legame covalente o legame covalente e i composti sono chiamati composti covalenti.

Per esempio, quando due atomi di idrogeno si avvicinano l'un l'altro ogni atomo contribuisce con un elettrone e la coppia di elettroni è condivisa da entrambi gli atomi per formare una molecola di idrogeno.

H + H → H: H o H - H

Allo stesso modo, gli atomi di idrogeno e cloro condividono un elettrone ciascuno per formare HCl

H + CI → H: CI: o H - CI

Gli atomi di legame possono condividere più di una coppia di elettroni a seconda della loro esigenza di completare l'ottetto. Per esempio, nella formazione della molecola di ossigeno, ogni atomo di ossigeno ha sei elettroni nella valenza, e quindi, essi contribuiscono con due elettroni ciascuno per la condivisione. Quindi due coppie di elettroni sono condivise e c'è un doppio legame tra i due atomi di ossigeno.

Analogamente, nella formazione di una molecola di azoto, sono condivise tre coppie di elettroni e vi è un triplo legame tra i due atomi di azoto. Il numero di elettroni che un atomo contribuisce a condividere in un legame covalente è chiamato covalenza. Quindi, covalenza di idrogeno, cloro, ossigeno e azoto è 1, 1, 2 e 3, rispettivamente.

Alcune importanti caratteristiche del legame covalente:

1. Lunghezza del legame:

È definita come la distanza media tra i nuclei di due atomi legati in una molecola. Nella formazione della molecola di idrogeno quando due atomi di idrogeno si avvicinano, si raggiunge uno stadio in cui le forze attrattive bilanciano le forze repulsive.

A questo punto, l'energia potenziale del sistema diventa minima e gli atomi si uniscono. La distanza tra i nuclei di due atomi di idrogeno è denominata lunghezza del legame HH e si trova a 0, 74 A °.

Si può notare che la lunghezza del legame diminuisce con la molteplicità del legame tra i due atomi. Quindi, il legame C = C è più corto del legame C = C che, a sua volta, è più corto del legame CC.

2. Angolo del legame:

L'angolo di legame può essere definito come l'angolo interno tra gli orbitali contenenti coppie di elettroni nel guscio di valenza dell'atomo centrale in una molecola covalente. Ad esempio, gli angoli di legame nelle molecole H ₂ O, NH ₃ e CH ₄ sono rispettivamente di 104, 5 °, 107 ° e 109, 5 °.

Gli angoli di legame danno un'idea della distribuzione degli orbitali nello spazio tridimensionale attorno all'atomo centrale nella molecola e danno così un'idea della forma della molecola.

3. Forza di legame o energia di legame:

L'energia è invariabilmente richiesta per rompere un legame chimico. Ad esempio, nella rottura di 1 mole di idrogeno gassoso in atomi, sono richiesti 458 kJ di energia. Si dice che la forza del legame in questo caso sia 458 kJ per mole, cioè per numero di legami di Avogadro.

La forza di legame o l'energia di legame di un particolare tipo di legame è definita come l'energia richiesta per rompere una mole di legami (cioè il numero di legami di Avogadro) di quel tipo in una sostanza allo stato gassoso.

La forza del legame indica la stabilità del legame. Quindi, il legame N = N è più stabile del legame O = O. Quindi la molecola di azoto è più stabile della molecola di ossigeno. Di conseguenza, l'azoto è molto meno reattivo dell'ossigeno. La forza del legame FF è inferiore a quella del legame CI - CI. Quindi, il fluoro è più reattivo del cloro.

Polarità nei legami covalenti:

Si dice che un legame covalente formato tra due atomi identici o simili sia un legame covalente non polare, ma se è formato tra due atomi dissimili, si dice che sia un legame covalente polare. Nel primo caso la coppia di elettroni condivisa è attratta ugualmente da entrambi gli atomi e si trova esattamente a metà strada tra loro, come nella molecola di idrogeno, H: H. La molecola formata si dice che sia una molecola non polare. Gli esempi sono H ₂, F ₂, Cl ₂ .

Nel caso di un legame covalente formato tra due atomi dissimili, uno degli atomi ha generalmente una maggiore tendenza ad attrarre gli elettroni verso se stesso. La coppia di elettroni viene quindi avvicinata a quell'atomo, come nella molecola di acido fluoridrico (H: F ???? in cui la coppia di elettroni condivisa tra idrogeno e fluoro rimane più vicina all'atomo di fluoro.

La distribuzione asimmetrica degli elettroni porta alla separazione della carica, cioè allo sviluppo di una carica negativa parziale vicino alla fine del fluoro e alla carica parziale positiva vicino alla parte dell'idrogeno. Questo è rappresentato nelle molecole HF e HCI come segue:

Si dice che le molecole formate siano molecole polari. Il legame covalente polare ha quindi carattere ionico parziale.