I Legami Chimici

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I Legami Chimici
Lic. classicoD.A. Azuni - Sassari

• Legame metallico
• e
• Legame a idrogeno

Prof. Paolo Abis
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Legame metallico
Il legame metallico è un caso particolare di
legame chimico delocalizzato.

• consiste in una attrazione elettrostatica che si
  instaura tra gli elettroni di valenza mobili e
  ioni positivi metallici.

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Caratteristiche dei metalli
Circa i quattro quinti di tutti gli elementi sono
metalli. I metalli hanno bassa energia di
ionizzazione (quantità di energia necessaria per
strappare un elettrone a un atomo neutro) e di
elettronegatività.
Quindi i loro elettroni esterni sono attratti
debolmente dai rispettivi nuclei, e se ne
separano facilmente.
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Legame metallico

• I metalli hanno tendenza a cedere i loro pochi
  elettroni di valenza e a trasformarsi in cationi
  .
• In questo processo si creano ovviamente tante
  cariche positive quanto negative e perciò anche
  nei metalli è rispettata l'elettroneutralità.

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Legame metallico

• I cationi occupano posizioni fisse e ordinate
  nei cristalli metallici
• gli elettroni vengono messi in comune e
  costituiscono una nuvola elettronica molto mobile
  responsabile delle proprietà macroscopiche di
  questi elementi.

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Legame metallico

• Questa nuvola elettronica si muove facilmente tra
  i cationi e funge da "collante" poichè esiste
  un'attrazione reciproca tra cationi e nuvola
  elettronica in quanto portatori di carica
  elettrica di segno opposto.

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Ionic Bond, A Sea of Electrons
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proprietà dei metalli
La libertà di movimento degli elettroni è
allorigine delle proprietà dei metalli

• conducibilità elettrica
• conducibilità termica
• malleabilità e duttilità
• lucentezza

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La conducibilità elettrica

• I solidi metallici possono condurre
  l'elettricità, che è semplicemente un flusso di
  elettroni, grazie alla mobilità degli elettroni
  di valenza che sono liberi.
• La resistenza elettrica dei metalli aumenta con
  la temperatura a causa dell'aumento dell'ampiezza
  delle oscillazioni vibrazionali degli atomi del
  metallo che ostacola il flusso degli elettroni.

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La conducibilità termica

• La conducibilità termica ed elettrica dei
  metalli è spiegabile con il fatto che gli
  elettroni di valenza che fanno parte della nuvola
  elettronica che avvolge il reticolo sono liberi
  di muoversi.
• Lelevata densità dei metalli si deve
  allimpacchettamento compatto gli atomi si
  dispongono in modo da lasciare il minor spazio
  vuoto possibile in tal modo ogni atomo è
  circondato da altri sei. A volte possono arrivare
  a coordinazioni di 8 con strutture bcc o 12 con
  strutture hcp e ccp.

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Lavorabilità e temperatura di fusione

• La malleabilità e duttilità si devono alla
  struttura del reticolo cristallino dei metalli
  tirando o piegando il reticolo infatti le forze
  che legano i vari ioni e la nuvola che li avvolge
  rimangono invariate.
• Le alte temperature di fusione sono una
  conseguenza della forza del legame metallico che
  rende il reticolo difficile da rompere.

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IL LEGAME A IDROGENO
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Il legame a idrogeno

• Il legame a idrogeno, o a ponte di idrogeno, è
  un legame che si forma fra molecole che
  contengono un atomo di idrogeno legato ad un
  altro atomo più elettronegativo e di piccole
  dimensioni.

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Il legame a idrogeno
In queste molecole Il legame è covalente polare,
con polarità accentuata

• latomo di idrogeno è parzialmente positivo

• laltro atomo è parzialmente negativo.

• laltro atomo possiede un doppietto elettronico
  libero

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Il legame a idrogeno
Si stabilisce allora unattrazione
elettrostatica fra latomo di idrogeno di una
molecola e laltro atomo di unaltra molecola.
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Gli atomi che sono allo stesso tempo
sufficientemente elettronegativi e piccoli sono
soltanto tre quelli dellazoto, dellossigeno e
del fluoro. Quindi si formano legami a idrogeno
quando un atomo di idrogeno è legato a uno di
questi tre atomi. Vediamo in dettaglio

• la molecola dellacqua (H2O)
• la molecola del fluoruro di idrogeno (HF)

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Il legame a idrogeno fra due molecole di acqua
Quando due molecole di acqua si avvicinano, si
stabilisce unattrazione elettrostatica fra
latomo di ossigeno di una di esse e uno degli
atomi di idrogeno dellaltra. Si forma così un
legame a idrogeno fra le due molecole.
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Il legame a idrogeno fra due molecole di acqua
Il L.I. è possibile grazie alle piccolissime
dimensioni dell'atomo di idrogeno, che rendono
particolarmente concentrata su una superficie
molto ridotta la sua parziale carica positiva.
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Le straordinarie proprietà dell'acqua sono dovute
alla specificità dell legame ad idrogeno
O
O
H
H
H
H
109
104.5
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LEGAMI A IDROGENO NELLA MOLECOLA DI FLUORURO DI
IDROGENO (FCl) Lattrazione elettrostatica si
stabilisce fra latomo di idrogeno di una
molecola e latomo di fluoro di unaltra
molecola. Si formano così catene di molecole di
fluoruro di idrogeno (o acido fluoridrico).
d
d
d
d
d
d-
d-
d-
d-
d-
H
H
F
F
H
F
H
F
H
F
legame a idrogeno
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Legame idrogeno e proteine

• La struttura secondaria delle proteine viene
  stabilizzata tramite legami a idrogeno

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Legame idrogeno e DNA

• Il legame ad idrogeno è alla base del codice
  genetico

Le basi azotate dei nucleotidi sono legate fra
loro attraverso legami a idrogeno
In questo modo si forma la doppia elica del DNA