Relazione tra legame e proprietà dei solidi

I solidi, a seconda della natura del tipo di legame presente, vengono classificati come ionici, covalenti, metallici e molecolari che presentano proprietà diverse.

In un solido ionico sono presenti due ioni di segno opposto e la forza di legame è dovuta all’attrazione elettrostatica tra le due cariche la cui intensità dipende dalla carica e dalle dimensioni degli ioni.

I composti ionici sono solidi cristallini in cui è presente una disposizione periodica e ordinata di ioni ai vertici di una struttura reticolare e sono anisotropi.

L’energia reticolare, ovvero l’energia necessaria per separare una mole del solido cristallino in ioni allo stato gassoso è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche ioniche e inversamente proporzionale alla somma dei raggi degli ioni.

Si considerino ad esempio il fluoruro di sodio e l’ossido di calcio che cristallizzano entrambi in un reticolo cubico a facce centrate i cui ioni hanno circa le stesse dimensioni.

Lo ione Na+ ha un raggio di 102 pm e lo ione Ca2+ ha un raggio di 102 pm mentre lo ione F ha un raggio di 133 pm rispetto allo ione O2- che ha un raggio di 140 pm.

Poiché gli ioni Ca2+ e O2- hanno una carica maggiore rispetto a Na+ e F, l’energia reticolare dell’ossido di calcio è di circa quattro volte maggiore rispetto a quella del fluoruro di sodio pertanto la forza del legame presente in CaO è maggiore rispetto a quella presente in NaF e di conseguenza la temperatura di fusione di CaO è maggiore rispetto a quella di NaF.

Le proprietà dei solidi ionici sono influenzate dall’elevata energia reticolare ed essi presentano elevato punto di fusione e di ebollizione, solubilità in acqua o in altri solventi polari, buona conducibilità elettrica quando si trovano allo stato fuso o in soluzione, elevata durezza e fragilità.

I solidi covalenti sono costituiti da atomi o molecole direttamente legati tramite legami di natura covalente di modo che nel cristallo non sono individuabili singole molecole.

L’energia dei legami nei cristalli covalenti è molto elevata, simile a quella dei legami covalenti quindi i solidi covalenti hanno elevata temperatura di fusione, sono duri, insolubili e cattivi conduttori sia allo stato solido che allo stato fuso.

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Author: Chimicamo

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