Forze intramolecolari
A differenza delle forze intermolecolari che agiscono tra le molecole, le forze intramolecolari sono quelle che agiscono all’interno di una molecola.
Nel caso di HF vi sono forze intermolecolari tra le molecole dovute a legami a idrogeno e forze intramolecolari presenti in ogni molecola tra idrogeno e fluoro.
I legami chimici sono tipici esempi di forze intermolecolari di attrazione tra gli atomi che costituiscono una molecola la cui forza è maggiore rispetto a quelle intermolecolari.
I tre tipi principali di legami chimici sono: ionico, covalente e metallico le cui caratteristiche possono essere previste dalle proprietà degli atomi costituenti.
Tali legami differiscono tra loro relativamente all’energia di legame, alla % di carattere ionico e al valore dell’elettronegatività degli atomi presenti
Legame ionico
Il legame ionico è dovuto all’attrazione tra particelle cariche di segno opposto ovvero tra cationi e anioni.
Si forma tra due o più atomi a seguito del trasferimento di uno o più elettroni da un atomo all’altro
Il legame ionico si forma tra elementi con elettronegatività molto diverse, con conseguente trasferimento di elettroni tra gli atomi.
Il trasferimento degli elettroni è energeticamente sfavorevole infatti l’ energia di ionizzazione è maggiore dell’affinità elettronica, ma la forza del legame risultante tra gli ioni è maggiore del costo energetico per trasferire gli elettroni.
I composti ionici non esistono come molecole discrete ma gli ioni si trovano in un reticolo cristallino che massimizza le forze attrattive tra gli ioni di carica opposta. I solidi ionici sono duri ma fragili, in genere solubili in acqua e hanno elevate temperature di fusione. Le soluzioni di composti ionici e dei loro sali fusi conducono elettricità.
Legame covalente
Il legame covalente è formato dalla condivisione di una o più coppie di elettroni tra due atomi. Si verifica quando la differenza di elettronegatività tra gli atomi è relativamente bassa o nulla.
Quando tale legame avviene tra atomi uguali, che hanno quindi la stessa elettronegatività, il legame è detto covalente puro. A seconda di quanti elettroni sono condivisi tra i due atomi può essere semplice come nel caso di Cl2, doppio come nel caso di O2 e triplo come in N2.
Se gli atomi sono diversi, ma la differenza di elettronegatività non è tale da formare un legame ionico, si forma un legame covalente polare perché gli elettroni si spostano verso l’elemento più elettronegativo.
Gli elettroni non sono equamente condivisi tra i due atomi, ma sono spostati verso l’elemento più elettronegativo che assume una parziale carica negativa δ– , mentre assume una parziale carica positiva δ+. I composti ionici hanno bassa temperatura di fusione e di ebollizione e sono scarsi conduttori di elettricità in tutte le fasi
Legame metallico
Il legame metallico è formato da ioni positivi fissati nelle posizioni reticolari, tenuti insieme da un “mare” di elettroni fluttuanti.
I metalli allo stato solido sono caratterizzati da un reticolo cristallino formato dalla ripetizione indefinita nelle tre dimensioni di atomi dell’elemento.
L’elevata conduttività dei metalli implica, da un punto di vista strutturale, che sotto l’azione di un campo elettrico esterno gli elettroni del metallo si muovono con una certa facilità. In altri termini si può dire che almeno una parte degli elettroni è tenuta legata solo debolmente e che basta una minima perturbazione esterna per spostarli.
Il legame metallico ha una forza inferiore rispetto al legame ionico e covalente e i metalli hanno elevata temperatura di fusione ad eccezione del mercurio e del gallio.