4.6: Legami covalenti-Coppie di elettroni condivise

Obiettivi formativi

  • Definire il legame covalente.
  • Illustrare la formazione di legami covalenti con diagrammi a punti di Lewis electron.

Il legame ionico si verifica in genere quando è facile per un atomo perdere uno o più elettroni e un altro atomo guadagnare uno o più elettroni. Tuttavia, alcuni atomi non si arrendono o guadagnano elettroni facilmente. Eppure partecipano ancora alla formazione dei composti. Come? C’è un altro meccanismo per ottenere un guscio di valenza completo: condividere gli elettroni. Quando gli elettroni sono condivisi tra due atomi, formano un legame chiamato legame covalente.

I chimici usano frequentemente i diagrammi di Lewis per rappresentare il legame covalente nelle sostanze molecolari. Ad esempio, i diagrammi di Lewis di due atomi di idrogeno separati sono i seguenti:

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Il diagramma di Lewis di due atomi di idrogeno che condividono elettroni si presenta così:

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Possiamo usare cerchi per mostrare che ogni atomo H ha due elettroni attorno al nucleo, riempiendo completamente il guscio di valenza di ogni atomo:

Poiché ogni atomo H ha un guscio di valenza pieno, questo legame è stabile e abbiamo creato una molecola di idrogeno biatomico. (Questo spiega perché l’idrogeno è uno degli elementi biatomici.) Per semplicità, non è insolito rappresentare il legame covalente con un trattino, invece che con due punti:

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Poiché due atomi condividono una coppia di elettroni, questo legame covalente è chiamato legame singolo. Come altro esempio, considera il fluoro. Gli atomi F hanno sette elettroni nel loro guscio di valenza:

Questi due atomi possono fare la stessa cosa che hanno fatto gli atomi H; condividono i loro elettroni spaiati per creare un legame covalente.

Nota che ogni atomo F ha un ottetto completo intorno ad esso ora:

Possiamo anche scrivere questo usando un trattino per rappresentare la coppia di elettroni condivisa:

Ci sono due diversi tipi di elettroni nella molecola biatomica del fluoro. La coppia di elettroni di legame rende il legame covalente. Ogni atomo F ha altre tre coppie di elettroni che non partecipano al legame; sono chiamati elettroni a coppia solitaria. Ogni atomo F ha una coppia di legame e tre coppie solitarie di elettroni.

I legami covalenti possono essere fatti anche tra diversi elementi. Un esempio è HF. Ogni atomo inizia con un numero dispari di elettroni nel suo guscio di valenza:

I due atomi possono condividere i loro elettroni spaiati per creare un legame covalente:

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In questa molecola, l’atomo di idrogeno non ha elettroni non conduttori, mentre l’atomo di fluoro ha sei elettroni non conduttori (tre coppie di elettroni solitari). I cerchi mostrano come i gusci di elettroni di valenza sono riempiti per entrambi gli atomi.

Esempio \(\PageIndex{1}\):

Utilizzare i diagrammi di Lewis electron dot per illustrare la formazione del legame covalente in HBr.

Soluzione

HBr è molto simile a HF, tranne che ha Br invece di F. atomi sono come segue:

I due atomi possono condividere la loro elettrone spaiato:

Esercizio di \(\PageIndex{1}\)

Utilizzare Lewis elettrone dot diagrammi per illustrare il legame covalente formazione in Cl2.

Risposta:

Quando si lavora con strutture covalenti, a volte sembra che si abbiano elettroni rimanenti. Si applicano le regole che hai imparato finora e ci sono ancora alcuni elettroni appesi là fuori distaccato. Non puoi lasciarli li’. Quindi dove li metti?

Legami covalenti multipli

La condivisione di una coppia di elettroni rappresenta un singolo legame covalente, di solito indicato solo come un singolo legame. Tuttavia, in molte molecole gli atomi raggiungono ottetti completi condividendo più di una coppia di elettroni tra di loro:

  • Due coppie di elettroni condividevano un doppio legame

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  • Tre coppie di elettroni condividevano un triplo legame

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Poiché ogni azoto contiene 5 elettroni di valenza, devono condividere 3 coppie per ottenere ciascuno un ottetto di valenza. N2 è abbastanza inerte, a causa del forte legame triplo tra i due atomi di azoto.

Sommario

  • I legami covalenti si formano quando gli atomi condividono elettroni.
  • I diagrammi di Lewis electron dot possono essere disegnati per illustrare la formazione di legami covalenti.
  • Possono essere necessari doppi legami o tripli legami tra atomi per illustrare correttamente il legame in alcune molecole.

Contributori e attribuzioni

  • Fondazione CK-12 di Sharon Bewick, Richard Parsons, Therese Forsythe, Shonna Robinson e Jean Dupon.

  • Anonimo
  • Marisa Alviar-Agnew (Sacramento City College)

  • Henry Agnew (UC Davis)

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