Carattere ionico nei legami covalenti: spiegazione e esempi
Il concetto di carattere ionico nelle molecole legate da legame covalente è stato introdotto da Pauling. Questa caratteristica si verifica in quasi tutte le molecole con legami covalenti. Si tratta di una percentuale di carattere ionico che si presenta come proposta da Pauling. Possiamo identificare due tipi di legami chimici: il legame ionico e il legame covalente. Il legame covalente implica la condivisione di elettroni tra due atomi, mentre il legame ionico è causato dall’attrazione elettrostatica tra particelle cariche di segno opposto.
Il legame ionico si forma quando almeno due atomi di elementi diversi si legano mediante il trasferimento di elettroni. In questo processo, l’atomo che cede elettroni diventa un ione positivo, mentre quello che li acquisisce diventa un ione negativo, assumendo entrambi la configurazione esterna di un gas nobile.
Legame covalente
Nel legame covalente, gli atomi si legano condividendo reciprocamente gli elettroni di valenza anziché trasferirli. Questo tipo di legame chimico può portare alla formazione di singole molecole indipendenti nello stato gassoso, come ad esempio H2, O2, H2O, NH3, oppure alla formazione di solidi cristallini come il diamante e la grafite.
Per esempio, nella molecola di H2, i due atomi di idrogeno sono legati tramite la condivisione dell’elettrone presente nell’orbitale atomico 1s. Nel caso della molecola di HCl, si verifica una condivisione di elettroni; tuttavia, a causa della maggiore elettronegatività del cloro rispetto all’idrogeno, si forma un legame noto come legame covalente polare, con una distribuzione asimmetrica della carica elettrica, generando un momento dipolare permanente.
Energia di legame
Pauling ha determinato la componente covalente delle molecole, come ad esempio HCl, attraverso le energie di legame associate alle specie molecolari H2 e Cl2. Dalle energie di legame di queste molecole è stato possibile determinare l’energia di legame di HCl.
Percentuale di carattere ionico
Pauling ha elaborato una scala delle elettronegatività relative per gli elementi e ha proposto un’equazione che relaziona la percentuale di carattere ionico alla differenza di elettronegatività tra due elementi. L’equazione per calcolare la percentuale di carattere ionico è: % di carattere ionico = (1 – e^-0.25(xA – xB)^2)∙ 100, dove xA e xB sono le elettronegatività rispettive degli elementi A e B.
Esempi
Per calcolare la percentuale di carattere ionico in TiO2, dalle elettronegatività dei due elementi, xTi = 1.5 e xO = 3.5 si applica l’equazione (1) ottenendo un risultato del 63.2%. Un altro esempio riguarda il calcolo della percentuale di carattere ionico in ZnTe, dove si ottiene un risultato del 6.1%.
In conclusione, la presenza di carattere ionico nei legami covalenti può essere determinante nella comprensione delle proprietà e dei comportamenti delle molecole. Questo concetto è fondamentale per la chimica e la comprensione dei legami molecolari.