Elettronegatività e Tipo di Legante
I due idealizzato estremi di legame chimico: (1) legame ionico—in cui uno o più elettroni vengono trasferiti completamente da un atomo all’altro, e la conseguente ioni sono tenuti insieme da puramente forze elettrostatiche—e (2) legame covalente, in cui gli elettroni sono condivisi equamente tra due atomi. La maggior parte dei composti, tuttavia, ha legami covalenti polari, il che significa che gli elettroni sono condivisi in modo ineguale tra gli atomi legati. L’elettronegatività determina come gli elettroni condivisi sono distribuiti tra i due atomi in un legame covalente polare. Più fortemente un atomo attrae gli elettroni nei suoi legami, maggiore è la sua elettronegatività. Gli elettroni in un legame covalente polare sono spostati verso l’atomo più elettronegativo; quindi, l’atomo più elettronegativo è quello con la carica negativa parziale. Maggiore è la differenza di elettronegatività, più polarizzata è la distribuzione degli elettroni e maggiori sono le cariche parziali degli atomi. Ricordiamo che un delta greco minuscolo (δ) è usato per indicare che un atomo legato possiede una carica positiva parziale, indicata da δ+ , o una carica negativa parziale, indicata da δ− , e un legame tra due atomi che possiedono cariche parziali è un legame polare.
Figura \ (\PageIndex{3}\): La distribuzione di elettroni in un legame covalente non polare, un legame covalente polare e un legame ionico utilizzando strutture di elettroni di Lewis. Le regioni ricche di elettroni (caricate negativamente) sono mostrate in blu; le regioni povere di elettroni (caricate positivamente) sono mostrate in rosso.
Se un legame è ionico, covalente non polare o covalente polare può essere stimato calcolando il valore assoluto della differenza di elettronegatività (ΔEN) di due atomi legati. Quando la differenza è molto piccola o zero, il legame è covalente e non polare. Quando è grande, il legame è polare covalente o ionico. I valori assoluti delle differenze di elettronegatività tra gli atomi nei legami H-H, H-Cl e Na-Cl sono 0 (non polare), 0,9 (covalente polare) e 2,1 (ionico), rispettivamente. Il grado in cui gli elettroni sono condivisi tra gli atomi varia da completamente uguale (legame covalente puro) a non (legame ionico). La figura 7.2.4 mostra la relazione tra differenza di elettronegatività e tipo di legame. Questa tabella è solo una guida generale, tuttavia, con molte eccezioni. La migliore guida al carattere covalente o ionico di un legame è considerare i tipi di atomi coinvolti e le loro posizioni relative nella tavola periodica. I legami tra due metalli non metallici sono generalmente covalenti; il legame tra un metallo e un metalloide è spesso ionico.
Figura \(\PageIndex{4}\): Quando la differenza di elettronegatività aumenta tra due atomi, il legame diventa più ionico.
Alcuni composti contengono sia legami covalenti che ionici. Gli atomi negli ioni poliatomici, come OH -, NO3-e NH4+, sono tenuti insieme da legami covalenti polari. Tuttavia, questi ioni poliatomici formano composti ionici combinando con ioni di carica opposta. Ad esempio, il nitrato di potassio, KNO3, contiene il catione K+ e l’anione NO3 poliatomico. Pertanto, il legame nel nitrato di potassio è ionico, derivante dall’attrazione elettrostatica tra gli ioni K+ e NO3−, nonché covalente tra gli atomi di azoto e ossigeno in NO3−.
Esempio \ (\PageIndex{1}\): Elettronegatività e polarità di legame
Le polarità di legame svolgono un ruolo importante nel determinare la struttura delle proteine. Utilizzando i valori di elettronegatività nella Tabella A2, disporre i seguenti legami covalenti-tutti comunemente presenti negli amminoacidi-in ordine di polarità crescente. Quindi designare il positivo e il negativo atomi utilizzando i simboli δ+ δ–:
C–H, C–N, C–O, N–H, O–H, S–H
Soluzione
La polarità di questi legami si aumenta il valore assoluto della differenza di elettronegatività aumenta. L’atomo con la designazione δ è il più elettronegativo dei due. La Tabella\ (\PageIndex{1}\) mostra questi legami in ordine crescente di polarità.