La lunghezza di legame, detta anche distanza di legame, è definita come la distanza tra i centri dei nuclei di due atomi legati tra loro ed è generalmente espressa in angstrom (Å ) o picometri (pm) essendo 1Å = 10–8 cm e 1 pm = 10–12 m e corrisponde alla distanza in cui l’energia è minima. Le lunghezze di legame sono determinate da tecniche di diffrazione dei raggi X o con metodi spettroscopici.
Nel caso di legami covalenti la lunghezza di legame è determinata dal numero di elettroni di legame e quindi dal numero di legami esistenti tra una coppia di atomi che è detto ordine di legame. Quanto maggiore è l’ordine di legame tanto maggiore è l’attrazione tra i due atomi e quindi tanto più piccola è la lunghezza del legame. Generalmente la lunghezza di legame tra due atomi è pari circa alla somma tra i raggio atomico dei due atomi:
lunghezza di legame in un composto covalente AB = rA + rB
Nel caso di un composto ionico la lunghezza di legame è data dalla somma dei raggi ionici:
lunghezza di legame in un composto ionico AB = rA+ + rB–
Fattori che influenzano la lunghezza di legame
Alcuni fattori tra i quali la risonanza, l’elettronegatività, l’ibridazione e gli effetti sterici che influenzano i raggi atomici, influenzano la lunghezza di legame.
La lunghezza di legame di molecole diatomiche omonucleari è pari a due volte il raggio atomico; tra due atomi che possono formare legami singoli, doppi o tripli legami come accade tipicamente nel carbonio a seconda che sia ibridato rispettivamente sp3, sp2 o sp le lunghezze di legame variano. In particolare la lunghezza di legame nel caso di un triplo legame è inferiore a quella di un doppio legame che a sua volta è inferiore rispetto a quella di un legame singolo.
In generale la lunghezza di legame diminuisce, nel caso di orbitali ibridi all’aumentare della percentuale di carattere s: ad esempio, la lunghezza di legame C-H è pari a 1.112 Å quando il carbonio è ibridato sp3 in cui la percentuale di carattere s è del 25% come avviene negli alcani mentre negli alcheni dove il carbonio è ibridato sp2 in cui la percentuale di carattere s è del 33.3% tale valore scende a 1.103 Å ed infine nel caso degli alchini in cui il carbonio è ibridato sp in cui la percentuale di carattere s è del 50% la lunghezza di legame è di 1.08 Å.
