Regola dell’Ottetto: Legame Ionico e Covalente
La regola dell’ottetto afferma che quando un atomo ha otto elettroni nel suo livello esterno, generalmente è in uno stato di particolare stabilità energetica e tende a non formare ulteriori legami chimici.
Nel 1904, il chimico tedesco Richard Wilhelm Heinrich Abegg formulò una regola, conosciuta come regola di Abegg. Secondo questa regola, in molti casi, la differenza tra il numero di ossidazione maggiore e il numero di ossidazione minore di un elemento è pari a 8. Ad esempio, lo zolfo ha come massimo numero di ossidazione +6 e come minimo numero di ossidazione -2, quindi la differenza è 6 – (-2) = 8. Un altro esempio è dato dall’azoto, che ha come massimo numero di ossidazione +5 e come minimo numero di ossidazione -3, risultando in una differenza di 5 – (-3) = 8.
Questa regola anticipò la regola dell’ottetto formulata dal chimico statunitense Gilbert Newton Lewis nel 1916. Un’altra formulazione della legge prevede che gli atomi aventi basso numero atomico si combinino tra loro o diventino ioni, contornandosi nel loro guscio di valenza di otto elettroni, assumendo la configurazione elettronica di un gas nobile e diventando isoelettronici con essi.
La regola riguarda gli atomi i cui elettroni di valenza sono nell’orbitale s o nell’orbitale p e non nell’orbitale d o f, pertanto è relativa agli atomi del blocco s e del blocco p. Il completamento dell’ottetto corrisponde a una configurazione elettronica che termina in ns2, np6.
Legame Ionico
Gli elementi metallici e non metallici che presentano una elevata differenza di elettronegatività tendono a formare un legame ionico. Questo tipo di legame è causato dall’attrazione elettrostatica tra ioni di segno opposto. I non metalli tendono a guadagnare elettroni, diventando ioni negativi, mentre i metalli tendono a perdere elettroni, diventando ioni positivi.
Ad esempio, il cloro (con configurazione elettronica 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5) ha sette elettroni nel suo guscio più esterno. Guadagnando un elettrone da un metallo, diviene un ione negativo con configurazione elettronica 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, che corrisponde alla stessa configurazione del gas nobile argon. D’altra parte, un metallo come il sodio (con configurazione elettronica 1s2, 2s2, 2p6, 3s1) perdendo un elettrone assume la stessa configurazione elettronica del neon (1s2, 2s2, 2p6). Entrambi questi ioni (Cl- e Na+) sono isoelettronici con un gas nobile e hanno intorno a sé 8 elettroni, rispettando così la regola dell’ottetto.
Legame Covalente
Il legame covalente si forma quando atomi con la stessa elettronegatività (legame covalente puro) o con elettronegatività diversa (legame covalente polare) condividono elettroni di legame.
Consideriamo ad esempio la molecola CCl4: essa è costituita da carbonio, che ha configurazione elettronica 1s2, 2s2, 2p2 e quindi quattro elettroni di valenza. Il cloro, invece, ha sette elettroni nel suo guscio più esterno. Quando il carbonio si lega a quattro atomi di cloro, si trova ad avere 4 + 4 (uno per ciascun atomo di cloro) intorno a sé. Il cloro, condividendo un elettrone con il carbonio, si trova ad avere intorno 7+1 elettroni.
Vi sono tuttavia eccezioni alla regola dell’ottetto che si verificano quando sono presenti un numero dispari di elettroni di valenza, quando gli elettroni di valenza sono pochi o quando sono troppi.