Legami covalenti

Il legame covalente omopolare nelle molecole diidrogeno, diossigeno e diazoto

Il legame covalente omopolare si verifica tra atomi dello stesso elemento che condividono una o più coppie di elettroni per ottenere la configurazione elettronica di un gas nobile, raggiungendo così la stabilità. Nel caso della molecola di diidrogeno (H2), due atomi di idrogeno condividono una coppia di elettroni formando un legame singolo sigma (σ). Nella molecola di diossigeno (O2), due atomi di ossigeno condividono due coppie di elettroni, stabilendo un doppio legame costituito da un legame sigma e un legame pi-greco (π). Infine, nella molecola di diazoto (N2), due atomi di azoto condividono tre coppie di elettroni, formando un triplo legame, composto da un legame sigma e due legami pi-greco. Questi legami sono rappresentati nella notazione di Lewis rispettivamente come H-H, O=O e N≡N, dove il numero di linee indica il numero di coppie di elettroni condivise.

Il legame covalente polare o eteropolare

Il legame covalente polare, noto anche come eteropolare, si forma tra atomi di elementi diversi che presentano una differenza di elettronegatività significativa, ma non sufficiente per generare un legame ionico. Gli elettroni condivisi sono attratti in modo disuguale verso l'atomo più elettronegativo, causando una distribuzione asimmetrica della densità elettronica e la formazione di un dipolo elettrico permanente. Il momento dipolare, misurato in Debye (D), quantifica la polarità del legame e aumenta all'aumentare della differenza di elettronegatività. Esempi di molecole con legami covalenti polari includono il cloruro di idrogeno (HCl), il bromuro di idrogeno (HBr) e il fluoruro di idrogeno (HF), con il fluoruro di idrogeno che mostra la maggiore polarità a causa dell'elevata elettronegatività del fluoro.

Il legame covalente polare nelle molecole di cloruro di idrogeno e acqua

Nella molecola di cloruro di idrogeno (HCl), un atomo di idrogeno e un atomo di cloro condividono una coppia di elettroni, formando un legame covalente polare di tipo sigma. Il cloro, essendo più elettronegativo, attrae maggiormente gli elettroni di legame, acquisendo una parziale carica negativa, mentre l'idrogeno assume una parziale carica positiva. Nella molecola di acqua (H2O), due atomi di idrogeno condividono ciascuno un elettrone con un atomo di ossigeno, formando due legami covalenti polari di tipo sigma. L'ossigeno, avendo una maggiore elettronegatività, attrae gli elettroni di legame più fortemente, risultando in due parziali cariche negative, mentre gli atomi di idrogeno acquisiscono ciascuno una parziale carica positiva.

Il legame covalente polare nella molecola di ammoniaca

Nella molecola di ammoniaca (NH3), tre atomi di idrogeno condividono ciascuno un elettrone con un atomo di azoto, formando tre legami covalenti polari di tipo sigma. L'azoto, avendo una maggiore elettronegatività rispetto all'idrogeno, attrae gli elettroni di legame verso di sé, assumendo tre parziali cariche negative, mentre gli atomi di idrogeno acquisiscono una parziale carica positiva. La distribuzione asimmetrica degli elettroni conferisce alla molecola di ammoniaca un carattere polare, con un momento dipolare risultante che indica la direzione e l'intensità della polarità.

Il legame covalente dativo in molecole e ioni

Il legame covalente dativo, o di coordinazione, si verifica quando un atomo dona una coppia di elettroni a un altro atomo o ione che ha un orbitale vuoto o la capacità di accettare elettroni. Questo tipo di legame è caratteristico di molte molecole e ioni complessi. Ad esempio, nel diossido di zolfo (SO2), l'atomo di zolfo forma un doppio legame con un atomo di ossigeno e un legame dativo con l'altro atomo di ossigeno. Un altro esempio è lo ione ammonio (NH4+), dove l'atomo di azoto nell'ammoniaca dona una coppia di elettroni a uno ione idrogeno (H+), formando uno ione poliatomico. In entrambi i casi, il legame dativo contribuisce alla struttura e alla stabilità della specie chimica e non è distinguibile da altri legami covalenti in termini di lunghezza o energia di legame.