Che cos’è un legame covalente?
Un legame covalente, chiamato anche legame molecolare, è un legame chimico che comporta la condivisione di coppie di elettroni tra gli atomi. Queste coppie di elettroni sono conosciute come coppie condivise o coppie di legame e l’equilibrio stabile delle forze attrattive e repulsive tra gli atomi, quando condividono gli elettroni, è definito legame covalente.
I legami covalenti si verificano principalmente tra non metalli o tra due elementi uguali (o simili). Due atomi con elettronegatività simile non si scambiano un elettrone dal loro guscio più esterno; gli atomi invece condividono elettroni in modo che il loro guscio di valenza sia pieno.
In chimica organica, i legami covalenti sono molto più comuni dei legami ionici. Un legame covalente si forma quando gli atomi legati hanno un’energia totale inferiore a quella di atomi molto separati. Per molte molecole, la condivisione degli elettroni permette ad ogni atomo di raggiungere l’equivalente di un outershell completo, corrispondente ad una configurazione elettronica stabile.
Un buon esempio di dove si trova il legame covalente è tra l’ossigeno e ogni idrogeno in una molecola d’acqua (H2O). Ogni legame covalente contiene due elettroni, uno da un atomo di idrogeno e uno dall’atomo di ossigeno. Entrambi gli atomi condividono gli elettroni.
Esempi di composti che contengono legami covalenti includono:
- Metano (CH4)
- Monossido di carbonio (CO)
- Monibromuro di iodio (IBr)
- Ammonia (NH3)
- Idrogeno (H2)
- Nitrogeno (N2)
A causa della condivisione di elettroni, i composti covalenti esibiscono proprietà fisiche caratteristiche che includono punti di fusione e conducibilità elettrica più bassi rispetto ai composti ionici.
Cosa devi sapere sui legami covalenti
- Gli elettroni in un legame covalente sono condivisi equamente tra gli atomi.
- I legami covalenti si formano tra due non metalli.
- Le molecole formate da legami covalenti hanno un punto di fusione basso.
- Le molecole formate da legami covalenti hanno un punto di ebollizione basso.
- A temperatura ambiente e pressione atmosferica normale, le molecole legate covalentemente sono o liquidi o gas.
- I legami covalenti sono più facili da rompere.
- I componenti di reazione dei legami covalenti sono elettricamente neutri.
- I composti di legame covalente sono insolubili in acqua e altri solventi polari.
- I composti di legame covalente sono poveri conduttori.
- Le reazioni molecolari degli atomi legati in modo covalente sono relativamente lente.
- Gli orbitali degli elettroni nel legame covalente si sovrappongono.
Che cosa sono i legami ionici?
Il legame ionico avviene quando c’è una grande differenza di elettronegatività tra due atomi. Questa grande differenza porta alla perdita di un elettrone dall’atomo meno elettronegativo e al guadagno di quell’elettrone dall’atomo più elettronegativo, dando luogo a due ioni. Questi ioni di carica opposta sentono un’attrazione reciproca e questa attrazione elettrostatica costituisce un legame ionico.
In parole più semplici, un legame ionico risulta dal trasferimento di elettroni da un metallo a un non-metallo per ottenere un guscio di valenza completo per entrambi gli atomi, cioè la formazione di cloruro di sodio. Quando il sodio (Na) e il cloro (Cl) sono combinati, gli atomi di sodio perdono un elettrone, formando cationi (Na+) e gli atomi di cloro guadagnano ciascuno un elettrone per formare anioni (Cl-). Questi ioni sono poi attratti l’un l’altro nella stessa proporzione (rapporto 1:1) per formare cloruro di sodio (NaCl).
Nei legami ionici, il metallo perde elettroni per diventare un catione carico positivamente, mentre il non metallo accetta quegli elettroni per diventare un anione carico negativamente. Questo trasferimento di elettroni è indicato come elettrovalenza.
I composti ionici conducono elettricità quando sono in stato acquoso o fuso e non quando sono solidi. A seconda della carica che possiedono, i composti ionici hanno un alto punto di fusione. Più alta è la carica, più forti sono le forze coesive e più alto è il punto di fusione. Ancora più importante, tendono ad essere solubili in acqua, più forti sono le forze coesive, più bassa è la solubilità.
Esempio di legami ionici e composti
Cosa devi sapere sui legami ionici
- Un legame ionico dona essenzialmente un elettrone all’altro atomo che partecipa al legame.
- I legami ionici si formano tra un metallo e un non metallo.
- Le molecole formate da legami ionici hanno un alto punto di fusione.
- Le molecole formate da legami ionici hanno un alto punto di ebollizione.
- A temperatura ambiente e pressione atmosferica normale, i composti ionici sono solidi.
- I legami ionici sono difficili da rompere.
- I componenti di reazione dei legami ionici sono elettricamente carichi.
- I composti di legame ionico sono solubili in acqua e altri solventi polari.
- I composti di legame ionico sono solo poveri conduttori allo stato solido, ma sono buoni conduttori allo stato fuso o in forma di soluzione.
- La reazione degli atomi di legame ionico è relativamente più veloce.
- Gli orbitali degli elettroni nei legami ionici sono separati.
Leggi anche: Differenza tra legami covalenti e idrogeno
Differenza tra legami ionici e covalenti in forma tabellare
| BASE DI CONFRONTO | LEGAME COVALENTE | LEGAME IONICO |
| Elettroni | Gli elettroni in un legame covalente sono condivisi equamente tra gli atomi. | Un legame ionico dona essenzialmente un elettrone all’altro atomo che partecipa al legame. |
| Evento | I legami covalenti si formano tra due non metalli. | I legami ionici si formano tra un metallo e un non metallo. |
| Punto di fusione | Le molecole formate da legami covalenti hanno un basso punto di fusione. | Le molecole formate da legami ionici hanno un alto punto di fusione. |
| Punto di ebollizione | Le molecole formate da legami covalenti hanno un basso punto di ebollizione. | Le molecole formate da legami ionici hanno un alto punto di ebollizione. |
| Stato a STP | A temperatura ambiente e pressione atmosferica normale, le molecole con legami covalenti sono o liquidi o gas. | A temperatura ambiente e pressione atmosferica normale, i composti ionici sono solidi. |
| Rottura | I legami covalenti sono più facili da rompere. | I legami ionici sono difficili da rompere. |
| Carica elettrica | I componenti di reazione dei legami covalenti sono elettricamente neutri. | I componenti di reazione dei legami ionici sono elettricamente carichi. |
| Solubilità | I composti dei legami covalenti sono insolubili in acqua e altri solventi polari. | I composti a legame ionico sono solubili in acqua e in altri solventi polari. |
| Conducibilità elettrica | I composti a legame covalente sono poveri conduttori. | I composti a legame ionico sono solo poveri conduttori allo stato solido, ma sono buoni conduttori allo stato fuso o in soluzione. |
| Reattività | Le reazioni molecolari degli atomi legati covalentemente sono relativamente lente. | La reazione degli atomi legati in modo ionico è relativamente più veloce. |
| Orbitali degli elettroni | Gli orbitali degli elettroni nel legame covalente si sovrappongono. | Gli orbitali degli elettroni nei legami ionici sono separati. |
Similitudini tra legami covalenti e ionici
- Sono entrambi legami primari.
- Gli elettroni di valenza sono coinvolti in entrambi i processi di legame.
- Entrambi i tipi di legame portano alla formazione di composti chimici stabili
- La formazione di legami covalenti e ionici è esotermica
- I composti sia covalenti che ionici non sono malleabili.
- Entrambi i legami portano alla formazione di strutture complesse
- Sono entrambi legami forti.