Capiscendu a Covalenza è Esempii
Pendahuluan
In chimica, u modu in cui l'atomi si combinanu per furmà una sustanza determina in larga misura e proprietà di quella sustanza. Un cuncettu impurtante chì spiega cumu l'atomi si leganu hè a cuvalenza. I ligami cuvalenti (covalenza) si trovanu spessu in cumposti cumposti da elementi non metallici, per esempiu in acqua (H₂O), diossidu di carbonu (CO₂), metanu (CH₄) è vari cumposti organici chì sò a basa di a vita. Capisce u significatu di a cuvalenza è l'esempii ci aiuteranu à capisce cumu si formanu e strutture moleculari, perchè certe sustanze anu certi punti di ebullizione, perchè certi cumposti sò facilmente solubili in acqua è cumu si verifica a reattività chimica.
Capiscendu a Covalenza
A cuvalenza hè un cuncettu ligatu à a furmazione di ligami cuvalenti, chì sò ligami chimichi chì si verificanu quandu dui atomi spartenu una coppia d'elettroni per ottene a stabilità. In generale, l'atomi volenu ottene una cunfigurazione elettronica stabile cum'è i gasi nobili (regula di l'ottettu), chì hè avè 8 elettroni in u so gusciu più esternu (ancu s'ellu ci sò alcune eccezioni). Siccomu l'atomi non metallici tendenu à avè elettronegatività relativamente alte è "ùn perdenu micca facilmente" elettroni, u modu più prubabile per ottene a stabilità hè di sparte l'elettroni, invece di dà o riceveli cumpletamente cum'è in i ligami ionici.
In altre parolle, mentre chì in i ligami ionici l'elettroni sò trasferiti da un atomu à l'altru, in i ligami covalenti l'elettroni sò spartuti. L'elettroni spartuti formanu una coppia di elettroni di legame, chì "lega" i dui nuclei atomichi inseme per furmà una sola molecula o ligame covalente.
Perchè si verificanu i ligami covalenti?
I ligami covalenti si verificanu per via di a spinta à ghjunghje à un statu energeticu più bassu è più stabile. Quandu dui atomi s'avvicinanu, i so elettroni di valenza ponu esse spartuti, dendu l'impressione chì ogni atomu "abbia" un numeru sufficiente di elettroni in u so involucru esternu. Questu rende u sistema più stabile chè quandu l'atomi sò soli.
Per esempiu, un atomu d'idrogenu (H) hà un elettrone è vole ottene stabilità cum'è l'eliu (He) cù dui elettroni. Dui atomi d'idrogenu ponu sparte una coppia d'elettroni, furmendu una molecule H₂. Ogni atomu H₂ avà "si sente" cum'è s'ellu avia dui elettroni in a so prima cunchiglia, ottenendu cusì stabilità.
Tipi di ligami covalenti
I ligami covalenti ponu esse distinti secondu u numeru di coppie d'elettroni spartute è ancu secondu a differenza d'elettronegatività trà l'atomi.
1. Basatu annantu à u numeru di coppie d'elettroni spartute
1. Ligame covalente simplice: sparte 1 paru d'elettroni.
Esempiu: H—H in H₂, o C—H in CH₄.
2. Doppiu ligame covalente: spartera di 2 coppie d'elettroni.
Esempiu: O=O in O₂, o C=O in CO₂.
3. Triplu ligame covalente: spartera di 3 coppie d'elettroni.
Esempiu: N≡N nant'à N₂.
Più coppie d'elettroni sò spartute, più forte hè u ligame è più corta hè a distanza trà l'atomi.
2. Basatu annantu à a polarità
1. Ligami covalenti non polari
Si verifica quandu i dui atomi anu a listessa o assai simile elettronegatività, in modu chì a coppia di elettroni hè spartuta in modu relativamente uniforme.
Esempiu: H₂, O₂, N₂, Cl₂.
2. Ligami covalenti polari
Questu accade quandu a diffarenza di elettronegatività hè abbastanza significativa chì a coppia di elettroni hè più attratta da unu di l'atomi. Questu si traduce in cariche parziali (δ⁺ è δ⁻).
Esempii: H—Cl in HCl, O—H in H₂O.
Hè impurtante di distingue chì un ligame polare ùn significa micca sempre chì a molecule hè polare; a polarità di una molecule hè ancu influenzata da a forma di a molecule (geometria).
Esempi di Covalenza in Cumposti di Ogni Ghjornu
Eccu alcuni esempi chì sò faciuli da truvà in a vita di tutti i ghjorni:
1. Acqua (H₂O)
L'acqua hè un esempiu impurtante di un cumpostu cù ligami covalenti polari. L'atomu d'ossigenu hè più elettronegativu chè l'idrogenu, dunque a coppia solitaria hè più attratta da l'ossigenu. Questu dà à l'acqua proprietà uniche cum'è a so capacità di dissolve parechje sustanze, una alta tensione superficiale è un puntu d'ebullizione relativamente altu paragunatu à altre piccule molecule.
In H₂O, ci sò dui ligami O—H polari. Inoltre, a forma "piegata" (micca lineare) di e molecule d'acqua significa chì i so momenti di dipolari ùn si annullanu micca l'unu l'altru, cusì chì e molecule d'acqua in tuttu sò polari.
2. Diossidu di carbonu (CO₂)
U CO₂ hà dui ligami covalenti doppi trà C è O (O=C=O). U ligame C=O hè polare, ma u CO₂ hè lineare, dunque i so dui mumenti dipolari si annullanu. Di cunsiguenza, a molecule di CO₂ hè cumpletamente non polare. Questa hè una di e ragioni per chì u CO₂ hè relativamente menu solubile in acqua chè e sustanze polari pure, ancu s'ellu pò ancu reagisce per furmà l'acidu carbonicu in certe cundizioni.
3. Metanu (CH₄)
U metanu hè un cumpostu organicu simplice cumpostu da ligami covalenti singuli trà C è H. In generale, CH₄ hè non polare perchè a so forma hè tetraedrica simmetrica è a differenza di elettronegatività trà C è H ùn hè micca troppu grande. U metanu hè u cumpunente principale di u gasu naturale è hè largamente adupratu cum'è carburante.
4. Ossigenu (O₂) è Azotu (N₂)
O₂ hà un ligame covalente doppiu (O=O), mentre chì N₂ hà un ligame covalente triplu (N≡N). U ligame triplu in N₂ hè assai forte, rendendu l'azotu relativamente inerte (micca facilmente reagitu) in cundizioni nurmali. Hè per quessa chì l'azotu domina l'atmosfera terrestre, ma ùn reagisce micca facilmente senza cundizioni speciali o l'aiutu di un catalizatore.
5. Cloruru d'idrogenu (HCl)
HCl hè un esempiu di ligame cuvalente polare. U cloru (Cl) hè più elettronegativu chè l'idrogenu, dunque i so elettroni sò più attratti da Cl, risultendu in una carica parziale. Quandu hè dissolutu in acqua, HCl si ionizza per furmà H⁺ è Cl⁻, rendendulu cunnisciutu cum'è un acidu forte. Questu dimostra chì un cumpostu pò avè un ligame cuvalente ma pruduce ioni in soluzione.
6. Ammonia (NH₃)
L'ammoniaca hà un ligame covalente trà N è H. A molecule di NH₃ hè di forma piramidale trigonale è hè polare. L'ammoniaca hè largamente aduprata in l'industria di i fertilizanti, a pulizia è diversi prucessi chimichi. A polarità di l'ammoniaca li permette d'interagisce fortemente cù l'acqua.
Caratteristiche generali di i cumposti covalenti
In generale, i cumposti covalenti anu e seguenti caratteristiche (ancu s'ellu ci sò eccezioni):
1. Parechji sò furmati da elementi non metallichi.
2. In generale, anu punti di fusione è d'ebullizione più bassi cà i cumposti ionichi, in particulare per e piccule molecule.
3. I cumposti covalenti non polari tendenu à esse insolubili in acqua, ma solubili in solventi non polari.
4. Ùn cunducenu micca l'elettricità à u statu solidu; certi ponu cunduce l'elettricità s'elli sò ionizzati in suluzione (per esempiu, HCl in acqua).
5. Truvatu in parechji cumposti organici cum'è idrocarburi, alcooli, acidi organici è proteine.
Penutup
A cuvalenza hè un cuncettu fundamentale chì spiega cumu l'atomi, in particulare i non metalli, formanu ligami spartendu coppie d'elettroni. I ligami cuvalenti ponu esse simplici, doppi o tripli, è ponu esse polari o non polari. L'esempi sò assai familiari à a vita di tutti i ghjorni, cum'è l'acqua (H₂O), u diossidu di carbonu (CO₂), u metanu (CH₄), l'ossigenu (O₂), l'azotu (N₂) è u cloruru d'idrogenu (HCl). Capendu a definizione di cuvalenza è l'esempii, pudemu cunnette più facilmente a struttura moleculare cù e proprietà fisiche è chimiche di una sustanza.
Sè vulete, possu aghjunghje una versione più scientifica di l'articulu (cù una discussione di e strutture di Lewis, a regula di l'ottettu è a geometria moleculare) o una versione più simplice per i studienti di u liceu.
