Perché gli atomi creano legami chimici?

Gli atomi formano legami chimici per rendere i loro gusci di elettroni esterni più stabili. Il tipo di legame chimico massimizza la stabilità degli atomi che lo formano. Un legame ionico, in cui un atomo essenzialmente dona un elettrone a un altro, si forma quando un atomo diventa stabile perdendo i suoi elettroni esterni e gli altri atomi diventano stabili (di solito riempiendo il suo guscio di valenza) ottenendo gli elettroni. La formazione di legami covalenti durante la condivisione degli atomi determina la massima stabilità. Esistono anche altri tipi di legami oltre ai legami chimici ionici e covalenti.

Elettroni di legame e di valenza

Il primissimo guscio di elettroni contiene solo due elettroni. Un atomo di idrogeno (numero atomico 1) ha un protone e un elettrone solitario, quindi può facilmente condividere il suo elettrone con il guscio esterno di un altro atomo. Un atomo di elio (numero atomico 2), ha due protoni e due elettroni. I due elettroni completano il suo guscio elettronico esterno (l'unico guscio elettronico che ha), più l'atomo è elettricamente neutro in questo modo. Ciò rende l'elio stabile e difficilmente può formare un legame chimico.

Oltre l'idrogeno e l'elio, è più semplice applicare la regola dell'ottetto per prevedere se due atomi formeranno legami e quanti legami formeranno. La maggior parte degli atomi ha bisogno di otto elettroni per completare il loro guscio esterno. Quindi, un atomo che ha due elettroni esterni formerà spesso un legame chimico con un atomo che manca di due elettroni per essere "completo".

Ad esempio, un atomo di sodio ha un elettrone solitario nel suo guscio esterno. Un atomo di cloro, al contrario, è corto di un elettrone per riempire il suo guscio esterno. Il sodio dona prontamente il suo elettrone esterno (formando il Na⁺ ione, poiché ha quindi un protone in più rispetto agli elettroni), mentre il cloro accetta prontamente un elettrone donato (rendendo il Cl^- ioni, poiché il cloro è stabile quando ha un elettrone in più rispetto ai protoni). Sodio e cloro formano un legame ionico tra loro per formare sale da cucina (cloruro di sodio).

Una nota sulla carica elettrica

Potresti essere confuso sul fatto che la stabilità di un atomo sia correlata alla sua carica elettrica. Un atomo che guadagna o perde un elettrone per formare uno ione è più stabile di un atomo neutro se lo ione ottiene un guscio elettronico completo formando lo ione.

Poiché gli ioni caricati in modo opposto si attraggono, questi atomi formeranno prontamente legami chimici tra loro.

Perché gli atomi formano legami?

È possibile utilizzare la tavola periodica per fare diverse previsioni sul fatto che gli atomi formeranno legami e che tipo di legami potrebbero formare tra loro. All'estrema destra della tavola periodica si trova il gruppo di elementi chiamati gas nobili. Gli atomi di questi elementi (ad es. Elio, krypton, neon) hanno gusci di elettroni esterni completi. Questi atomi sono stabili e molto raramente formano legami con altri atomi.

Uno dei modi migliori per prevedere se gli atomi si legheranno tra loro e che tipo di legami formeranno è confrontare i valori di elettronegatività degli atomi. L'elettronegatività è una misura dell'attrazione che un atomo ha verso gli elettroni in un legame chimico.

Una grande differenza tra i valori di elettronegatività tra gli atomi indica che un atomo è attratto dagli elettroni, mentre l'altro può accettare elettroni. Questi atomi di solito formano legami ionici tra loro. Questo tipo di legame si forma tra un atomo di metallo e un atomo non metallico.

Se i valori di elettronegatività tra due atomi sono comparabili, possono comunque formare legami chimici per aumentare la stabilità del loro guscio elettronico di valenza. Questi atomi di solito formano legami covalenti.

Puoi cercare i valori di elettronegatività per ciascun atomo per confrontarli e decidere se un atomo formerà un legame o meno. L'elettronegatività è una tendenza periodica della tabella, quindi è possibile effettuare previsioni generali senza cercare valori specifici. L'elettronegatività aumenta man mano che ci si sposta da sinistra a destra attraverso la tavola periodica (ad eccezione dei gas nobili). Diminuisce quando si sposta verso il basso una colonna o un gruppo della tabella. Gli atomi sul lato sinistro del tavolo formano prontamente legami ionici con gli atomi sul lato destro (di nuovo, tranne i gas nobili). Gli atomi al centro del tavolo spesso formano legami metallici o covalenti tra loro.