Mappa Concettuale dei Legami Chimici

LEGAME COVALENTE
Definizione:
Condivisione di elettroni tra atomi per raggiungere stabilità
Formazione:
Tra atomi con differenza di elettronegatività minore di 1,7
Tipi:
- Covalente puro (ΔEN ≈ 0)
- Covalente polare (0 < ΔEN < 1,7)
Forza:
Media o forte (150-1000 kJ/mol)
Struttura:
Molecole discrete o reti covalenti
Proprietà:
- Basso punto di fusione/ebollizione (eccetto reti)
- Solubili in solventi non polari
- Non conducono in soluzione

Esempi:

- H₂ (idrogeno): covalente puro
- H₂O (acqua): covalente polare
- CH₄ (metano): covalente polare
- Diamante (C): rete covalente

LEGAME IONICO
Definizione:
Trasferimento di elettroni da un atomo all'altro
Formazione:
Tra metalli e non metalli (ΔEN > 1,7)
Componenti:
- Catione (ione positivo)
- Anione (ione negativo)
Forza:
Molto forte (400-4000 kJ/mol)
Struttura:
Reticolo cristallino tridimensionale
Proprietà:
- Alto punto di fusione/ebollizione
- Solubili in solventi polari
- Conducono in soluzione o fusi

Esempi:

- NaCl (cloruro di sodio)
- CaF₂ (fluoruro di calcio)
- MgO (ossido di magnesio)
- K₂O (ossido di potassio)

Confronto tra Legame Ionico e Covalente

Caratteristica Legame Ionico Legame Covalente
Formazione Trasferimento di elettroni Condivisione di elettroni
Differenza di elettronegatività ΔEN > 1,7 ΔEN < 1,7
Tra quali elementi Metalli e non metalli Non metalli tra loro
Struttura Reticolo cristallino Molecole discrete o reti
Punto di fusione Alto Generalmente basso (eccetto reti)
Conducibilità elettrica In soluzione o allo stato fuso Generalmente non conducono
Solubilità In solventi polari (es. acqua) In solventi non polari
Forza del legame Molto forte Da media a forte

Esempi Illustrati di Legami Chimici

Legame Covalente Puro: H₂
H H Condivisione paritaria della coppia di elettroni ΔEN = 0 (stessa elettronegatività)

La molecola di idrogeno (H₂) è l'esempio più semplice di legame covalente puro. Due atomi di idrogeno condividono equamente una coppia di elettroni per raggiungere la configurazione elettronica stabile del gas nobile elio.

Caratteristiche:

  • Uguale elettronegatività (ΔEN = 0)
  • Distribuzione simmetrica della densità elettronica
  • Molecola apolare
  • Legame forte (436 kJ/mol)
Legame Covalente Polare: H₂O
O H H δ- δ+ δ+ 104.5°

L'acqua (H₂O) è un classico esempio di legame covalente polare. L'ossigeno, più elettronegativo dell'idrogeno, attira maggiormente gli elettroni condivisi.

Caratteristiche:

  • Alta differenza di elettronegatività (ΔEN = 1,4)
  • Distribuzione asimmetrica della densità elettronica
  • Molecola polare (momento dipolare μ = 1,85 D)
  • Geometria angolare (104,5°)
  • Proprietà uniche (alta tensione superficiale, capacità termica, etc.)
Legame Ionico: NaCl
Na Cl Na + Cl - Attrazione elettrostatica

Il cloruro di sodio (NaCl) è l'esempio più noto di legame ionico. Il sodio (metallo) cede un elettrone al cloro (non metallo) formando ioni Na⁺ e Cl⁻.

Caratteristiche:

  • Alta differenza di elettronegatività (ΔEN = 2,1)
  • Trasferimento completo di elettroni
  • Formazione di cationi (Na⁺) e anioni (Cl⁻)
  • Struttura cristallina cubica a facce centrate
  • Alto punto di fusione (801°C)
  • Solubile in acqua e conduce elettricità in soluzione
Reticolo Ionico: CaF₂
Ca 2+ F - F - F - F - Struttura fluorite

Il fluoruro di calcio (CaF₂) forma un reticolo ionico con struttura cristallina di tipo fluorite. Ogni ione Ca²⁺ è circondato da 8 ioni F⁻, mentre ogni ione F⁻ è circondato da 4 ioni Ca²⁺.

Caratteristiche:

  • Elevata differenza di elettronegatività (ΔEN = 3,0)
  • Trasferimento di due elettroni dal calcio ai due atomi di fluoro
  • Rapporto stechiometrico 1:2 (Ca:F)
  • Alto punto di fusione (1418°C)
  • Bassa solubilità in acqua
  • Utilizzo in applicazioni ottiche e come fonte di fluoro

Meccanismi di Formazione dei Legami

Meccanismo del Legame Covalente