MODULO 3 - IL LEGAME CHIMICO
UNITA' DIDATTICA 2 - ATTRAZIONI TRA MOLECOLE

ATTRAZIONI TRA MOLECOLE

 Acqua nei tre diversi stati di aggregazione. E' la differente intensità con cui si attraggono le molecole a determinarne lo stato di aggregazione.

Nell'unità didattica precedente sono stati presi in considerazione i legami che si possono instaurare tra gli atomi e si è detto che quando questi sono covalenti, sia puri che polari, da queste unioni si originano delle vere molecole (i legami ionici e metallici danno vita invece a reticoli cristallini illimitati). In questa unità didattica esamineremo le attrazioni che si possono instaurare tra una molecola e l'altra e che determinano lo stato di aggregazione in cui si trovano le diverse sostanze. Ricordiamo che queste forze sono maggiori nello stato solido, minori nello stato liquido e piccolissime nello stato aeriforme.

Per stabilire il tipo di attrazione esistente tra le molecole è essenziale fare una distinzione tra molecole polari e molecole apolari.

Prendiamo in considerazione molecole biatomiche delle quali possiamo con certezza prevedere la polarità. Quando la molecola è formata da due atomi uguali il legame che li unisce è covalente puro, gli elettroni sono attirati con la stessa forza da entrambi gli atomi, la carica elettrica è quindi distribuita uniformemente sulla molecola e questa risulta apolare. Una simile situazione è rappresentata nella figura riportata di seguito che rappresenta la molecola Br2:

Gli elettroni dei due atomi sono rappresentati in colori diversi. La coppia di elettroni di legame è equidistante dai due nuclei. L'ellisse in verde rappresenta molto schematicamente la molecola.

Il baricentro delle cariche positive e negative coincide quindi la molecola è apolare.

 

Quando gli atomi hanno invece differente elettronegatività il legame che si instaura è covalente polare, gli elettroni sono attirati maggiormente dall'elemento più elettronegativo, la nuvola elettronica in questo caso non è distribuita uniformemente sulla molecola ma presenta un addensamento sull'atomo più elettronegativo (polo negativo) e un impoverimento sull'atomo meno elettronegativo (polo positivo). Una molecola di questo genere è polare e può anche essere definita un dipolo elettrico. Bisogna però sottolineare che la molecola nella sua totalità è elettricamente neutra, presenta solo una "distorsione" della carica elettrica. Questa situazione può essere rappresentata utilizzando i simboli e nei quali il simbolo (delta) rapprenta una qualsiasi frazione di carica. La figura seguente rapprenta la molecola polare HCl:

 L'elettrone dell'idrogeno è rappresentato in rosso. La coppia di elettroni di legame è più spostata verso il cloro.

Il baricentro delle cariche positive e negative non coincide e si ha la formazione di un dipolo elettrico.

Quando nella molecola sono presenti più di due atomi non è così facile prevederne il carattere polare o apolare in quanto acquista molta importanza la geometria delle molecole cioè la disposizione nello spazio dei singoli atomi. In alcuni casi infatti legami polari disposti nello spazio in modo simmetrico danno globalmente origine a molecole apolari. Esaminate il seguente esempio:

 

Nella molecola dell'anidride carbonica un atomo di carbonio centrale è unito a due atomi di ossigeno tramite legami doppi covalenti polari. La disposizione dei legami è speculare rispetto al piano indicato con la linea azzurra tratteggiata, le due polarizzazioni quindi si annullano l'una con l'altra e la molecola risulta apolare.