Le molecole sono composte da atomi legati fra di loro.
Il legame fra atomi è dato dalla condivisione degli elettroni più esterni come nei legami covalenti, oppure dalla attrazione di cariche diverse come nel legame ionico e nei legami deboli.

L’energia dei legami

Il legame tenderà ad acquisire la minima energia possibile. L’energia di legame è l’energia per formare o rompere un legame. Si esprime l’energia per mole di materia allo stato gassoso, ad esempio per legare due atomi di idrogeno ho bisogno di 436 kJ per mole di H2 prodotta, questa energia è assorbita dall’esterno. All’inverso per tornare ad avere i due atomi separati di H, devo fornire alla mole di H2 436 kJ. Ad ogni diverso legame di diversa molecola, corrisponde una energia sua propria.

La regola dell’ottetto

La configurazione elettronica ideale è quella del gas nobile, VIII gruppo. I gas nobili hanno già tutti gli 8 elettroni più esterni, per cui non hanno necessità di legarsi con nessuno.
Gli atomi di tutti gli altri gruppi tenderanno a diventare nobili, cedendo come nel I e II gruppo, o acquisendo elettroni come nel III, IV, V, VI, VII gruppo, fino a realizzare il fatidico numero 8.
Si dice regola dell’ottetto, perché 8 è la somma degli elettroni dell’orbitale s e dei tre orbitali p.
Es.: il carbonio è un s2p2, gli mancano 4 elettroni per raggiungere la stabilità del gas nobile a lui più prossimo, cioè il neon che è s2p6, finché non troverà i 4 elettroni mancanti non sarà contento.
Es.: l’ ossigeno è un s2p4, gli mancano 2 elettroni per raggiungere la stabilità del gas nobile a lui più prossimo, cioè il neon che è s2p6, finché non troverà i 2 elettroni mancanti non sarà contento.

L’esempio dalla anidride carbonica

Es.: un atomo di carbonio si sposerà facilmente con 2 atomi di ossigeno, gli elettroni in condivisione legheranno i tre atomi formando una nuova sostanza la CO2, detta anidride carbonica.

La valenza o rappresentazione di Lewis

Gli elettroni condivisi si dicono elettroni di valenza.

Es il carbonio, azoto e ossigeno hanno rispettivamente 4, 5, 6 elettroni esterni:

strutture di Lewis

Condivisione significa legame, quindi la valenza di un atomo è il numero di legami che è in grado di formare.
Vedremo che il numero di valenza è stato sostituito da un nuovo concetto: il numero di ossidazione.

L’elettronegatività e i legami

L’elettronegatività indica la capacità dei diversi elementi di ricevere elettroni.
Gli elementi in basso a sinistra della tavola periodica, hanno la minima elettronegatività, cioè sono elementi che cedono facilmente un elettrone, assumendo carica positiva.

Es il sodio ha elettronegatività 0.93, il potassio e il rubidio 0.82, il cesio 0.79 e il francio 0.70-

Gli elementi in alto a destra della tavola periodica, hanno l’elettronegatività massima, sono elementi che ricevono facilmente un elettrone, assumendo carica negativa.


Ogni elemento ha un suo valore di elettronegatività, desumibile dalla tavola periodica, questo valore ci predice chi cede, chi riceve, e dove si collocherà con maggior probabilità l’elettrone.

Classifichiamo i legami a seconda della diversa elettronegatività.

Il legame covalente

Nel legame covalente c’è condivisione per fare sempre l’ottetto, quell’elettrone fa due ottetti, due ottetti per i due atomi coinvolti, un ottetto per ciascun atomo.

Esistono 3 tipi di legame covalente: semplice, doppio e triplo.

legame covalente semplice


Il legame covalente semplice è dato da una sola coppia di elettroni, es.: F-F.

legame covalente doppio


Il legame covalente doppio è dato da due coppie di elettroni, es.: O=O.

legame covalente triplo

Il legame covalente triplo è dato da tre coppie di elettroni, es.: NN.


Questi legami (FF, OO e NN) avvengono fra atomi uguali, quì gli elettroni vengono donati e ricevuti da entrambi gli atomi.
Gli atomi legati da un legame covalente triplo sono più vicini che quelli legati con un legame doppio o semplice.
Per rompere un legame covalente semplice basta poca energia, ma per rompere legami doppi o tripli, l’energia di rottura necessaria è maggiore.

Il legame covalente puro

Quando la differenza di elettronegatività è zero abbiamo un legame covalente puro.

Es l’ossigeno atmosferico è sempre unito con altro ossigeno, formando una molecola O2. Essendo due atomi uguali, hanno la stessa elettronegatività, gli elettroni si collocano in modo uguale fra i due, per cui si parla di legame puro.

Il legame covalente polare

Tutti i legami che non sono puri e che hanno differenza di elettronegatività inferiore a 1.9, sono legami covalenti polari. Quando hanno elettronegatività maggiore di 1.9 sono ionici.

ammoniaca in formazione

I legami dell’ammoniaca sono covalenti, non sono dativi.

L’ammoniaca è composta da N e H. L’azoto N appartenendo al gruppo V, ha cinque elettroni esterni, quindi gliene mancano tre, che riceve dall’idrogeno che ha elettronegatività minore: H 2,2 e N 3,04. Questi tre legami sono legami covalenti. Perché c’è condivisione degli elettroni. Tra ogni idrogeno e azoto si forma un legame doppio.

L’ammoniaca formata ha 3 legame covalenti

Il legame covalente dativo

Il legame covalente dativo è un particolare legame covalente, in cui un atomo non ha elettroni da mettere in compartecipazione, per cui l’altro atomo ne mette due a disposizione. Questo fenomeno succede nel caso degli ioni positivi che non ha elettroni da donare. Lo ione ammonio NH4+, che si forma quando l’ammoniaca NH3 incontra uno ione positivo di idrogeno H+, lo ione idrogeno H+ ha perso l’unico elettrone che possedeva. Nello ione ammonio NH4+, il legame con il quarto idrogeno è tutto a carico dell’azoto che ha due elettroni liberi. Il legame dativo i si indica con una freccia, dal donatore al ricevente.

Video del prof. Liperoti

Il legame ionico

Il legame ionico avviene tra un metallo del I o II gruppo e un non metallo, gli atomi hanno una differenza di elettronegatività maggiore di 1,9. Non è un vero e proprio legame con condivisione elettronica, ma una attrazione di ioni con carica elettrica opposta. Il metallo perde uno o due elettroni, che capta il non metallo.
I legami ionici danno dei composti detti Sali. I sali formano fra loro un reticolo cristallino che rende il loro punto
di fusione alto.

A temperatura ambiente il sale da cucina sviluppa un reticolo cristallino, ogni anione negativo è  circondato da più cationi positivi, e viceversa.

Nei legami ionici, l’elettrone  abbandona il metallo per entrare nel non metallo, i due atomi non condividono l’elettrone, ma stanno assieme, ciò che li unisce è la carica diversa o forza coulombiana.

Nei legami ionici, i due ioni hanno raggiunto la pace dei sensi, cioè l’ottetto. Ad esempio il sodio ha gli atomi del gas nobile che lo precede, il neon; il cloro diventa come il gas nobile che lo segue, sempre l’argon.

Se mettiamo il sale da cucina in acqua, l’acqua che è un dipolo elettrico, si mette in mezzo tra lo ione positivo Na+ elo ione negativo Cl-, l’acqua si frappone riducendo la forza coulombiana fino ad annullarle, così i due ioni si separano, il sale si scioglie.

Sali con simile differenza di elettronegatività, ma con diverso numero di elettroni coinvolti


Il sale da cucina NaCl fonde a 801°C, la magnesia MgO fonde a una temperatura molto più alta 2.852°C, perché? Perché pur avendo una elettronegatività molto simile, il sodio cede un solo elettrone, mentre il magnesio ne cede due.
Inoltre il sale da cucina è solubile in acqua mentre la magnesia no!

Il legame metallico

L’80% degli elementi sono metalli.
Possiamo dire che le caratteristiche metalliche di un elemento sono l’inverso dell’elettronegatività.
Nei metalli gli elettroni del guscio più esterno sono condivisi da un gran numero di atomi: gli elettroni si muovono
facilmente.
Questa caratteristica spiega la conducibilità elettrica (corrente), la conducibilità termica (caldi e freddi), la
malleabilità (deformarli in modo permanente senza romperli, riducendoli in fogli sottili), la duttilità (ridurli il fili
sottili).

Sintesi sui legami

Conoscendo le caratteristiche metalliche di due elementi possiamo prevedere che tipo di legame li unirà:
due non metalli (posti in alto a destra della tavola) si uniscono con legami covalenti: la differenza di
elettronegatività è inferiore di 1.9 ,
un non metallo (posto in alto a destra della tavola) e un metallo si uniscono con legami ionici: la differenza di
elettronegatività è maggiore di 1.9 ,
due metalli (posti in basso a sinistra della tavola) si uniscono con legami metallici.

Gli elettroni spaiati

Le molecole con degli elettroni spaiati o liberi sono particolarmente reattive, si chiamano radicali,  pensiamo ai radicali liberi.

Le molecole possono poi legarsi fra loro con legami deboli.