Introduzione al legame chimico

Gli atomi , ovvero i mattoncini che costituiscono la materia, sono nient'altro che ammassi di cariche elettriche. Possono dare vita a strutture leggermente più complesse, le molecole. Non si può parlare di molecola prescindendo dal concetto di legame chimico. Mentre alla base dell'integrità strutturale degli atomi,oltre alla forza elettromagnetica ci sono altri tipi di forze (che tengono unito il nucleo,ma rientrano più che altro nel dominio di studi della fisica),l'unica forza di cui dobbiamo tenere conto nella descrizione delle molecole è quella elettromagnetica.

Atomo-BrainyResort

Perchè esistono le molecole e non soltanto gli atomi isolati?

E' un concetto particolarmente sentito e ricorrente (non solo in chimica) quello che afferma che i sistemi tendono alla condizione di minima energia potenziale. Ebbene le molecole sono "sistemi" di atomi.

Cosa significa "legame chimico" nello specifico?

Visto come abbiamo definito (grossolanamente) l'atomo sopra,definiamo anche il concetto di legame chimico partendo da questi presupposti. Il legame chimico è costituito dall'insieme delle forze attrattive che tengono insieme gli atomi,in particolar modo ovviamente,forze di natura elettrostatica.

Gli atomi di elementi diversi possono quindi combinarsi a formare composti grazie a forze attrattive elettrostatiche che si instaurano all'interno di questi "sistemi" di cariche elettriche.

Per avere la formazione della molecola a partire da atomi isolati quest'ultima deve ovviamente una minore energia potenziale. In questo caso facciamo riferimento ad energia potenziale elettrostatica, ed è quindi ovvio che il legame si instaura grazie a cariche elettriche di segno opposto.

 

Prendiamo il processo alla lontana. Consideriamo due atomi isolati che mano a mano si avvicinano. Se riportiamo in un grafico l'andamento del valore dell'energia potenziale in funzione della distanza noteremo che mano a mano che gli atomi si avvicinano si avrà un decremento dell'energia potenziale,dovuto all'attrazione reciproca tra la nube elettronica di un atomo e il nucleo dell'altro. L'energia continuerà a diminuire, fino a che, a causa dell'eccessiva vicinanza tra i due atomi le loro nubi elettroniche tenderanno a respingersi (essendo cariche elettriche con lo stesso segno). Il respingersi equivale graficamente ad un incremento dell'energia potenziale. In ogni caso il legame chimico si instaura alla distanza che corrisponde al valore di minima energia potenziale. A questo punto gli atomi oscilleranno intorno alle loro posizioni di equilibrio senza muoversi significativamente.

E' stato fin qui descritto il legame chimico e la sua formazione approssimativa nel modo più elementare possibile.

Noi sappiamo però che gli atomi dei diversi elementi hanno delle configurazioni elettroniche ben determinate che rendono conto delle differenti proprietà chimiche.Per quanto riguarda il legame chimico,c'è una classe in particolare di elettroni che si rende protagonista,ovvero gli elettroni di valenza,gli elettroni che appartengono al guscio elettronico più esterno,quelli con più capacità di movimento perchè legati con meno forza dal nucleo. I veri protagonisti del legame chimico sono quindi gli elettroni di valenza, anche se le teorie atomiche moderne cercano di guardare alla molecola in tutta la sua complessità.

L'atomo è una sfera di carica elettrica che ha la possibilità di esercitare potere attrattivo più o meno forte sulle cariche circostanti.

 

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