Figura 4.3 Legami covalenti polari contro Non polari

(a) Gli elettroni nel legame covalente sono equamente condivisi da entrambi gli atomi di idrogeno. Questo è un legame covalente non polare. (b) L’atomo di fluoro attira gli elettroni nel legame più dell’atomo di idrogeno, portando ad uno squilibrio nella distribuzione degli elettroni. Questo è un legame covalente polare.

Figura 4.4 Elettronegatività di vari elementi

Una scala popolare per elettronegatività ha il valore per gli atomi di fluoro impostato su 4.0, il valore più alto.

Guardando più da vicino: Linus Pauling

Probabilmente il chimico più influente del 20 ° secolo, Linus Pauling (1901-94) è l’unica persona ad aver vinto due premi Nobel individuali (cioè non condivisi). Nel 1930, Pauling utilizzato nuove teorie matematiche per enunciare alcuni principi fondamentali del legame chimico. Il suo libro del 1939 The Nature of the Chemical Bond è uno dei libri più significativi mai pubblicati in chimica.

Nel 1935, l’interesse di Pauling si rivolse alle molecole biologiche e nel 1954 ricevette il Premio Nobel per la chimica per il suo lavoro sulla struttura delle proteine. (Era molto vicino a scoprire la struttura a doppia elica del DNA quando James Watson e James Crick annunciarono la loro scoperta della sua struttura nel 1953. In seguito fu insignito del Premio Nobel per la Pace nel 1962 per i suoi sforzi volti a vietare i test di armi nucleari.

Nei suoi ultimi anni, Pauling si convinse che grandi dosi di vitamina C avrebbero prevenuto le malattie, incluso il comune raffreddore. La maggior parte delle ricerche cliniche non è riuscita a mostrare una connessione, ma Pauling ha continuato a prendere grandi dosi al giorno. Morì nel 1994, dopo aver trascorso una vita a stabilire un’eredità scientifica che pochi potranno mai eguagliare.

Linus Pauling è stato uno dei chimici più influenti del xx secolo.

Esempio 6

Descrivere la differenza di elettronegatività tra ogni coppia di atomi e la polarità risultante (o tipo di legame).

1. C e H
2. H e H
3. Na e Cl
4. O e H

Soluzione

1. Il carbonio ha un’elettronegatività di 2,5, mentre il valore per l’idrogeno è 2,1. La differenza è 0,3, che è piuttosto piccola. Il legame C-H è quindi considerato non polare.
2. Entrambi gli atomi di idrogeno hanno lo stesso valore di elettronegatività-2.1. La differenza è zero, quindi il legame è non polare.
3. L’elettronegatività del sodio è 0,9, mentre quella del cloro è 3,0. La differenza è 2.1, che è piuttosto alta, e quindi sodio e cloro formano un composto ionico.
4. Con 2.1 per l’idrogeno e 3.5 per l’ossigeno, la differenza di elettronegatività è 1.4. Ci aspetteremmo un legame molto polare, ma non così polare che il legame OH è considerato ionico.

Esercizio di costruzione di abilità

Descrivi la differenza di elettronegatività tra ogni coppia di atomi e la polarità risultante (o tipo di legame).

1. C e O

2. K e Br

3. N

4. Cs e F

Figura 4.5 Proprietà fisiche e polarità

Le proprietà fisiche dell’acqua e dell’anidride carbonica sono influenzate dalle loro polarità.

Esercizi di revisione del concetto

1. Qual è il nome della distanza tra due atomi in un legame covalente?

2. Cosa indica l’elettronegatività di un atomo?

3. Che tipo di legame si forma tra due atomi se la differenza di elettronegatività è piccola? Media? Grande?

Risposte

1. lunghezza del legame

2. L’elettronegatività è una misura qualitativa di quanto un atomo attrae elettroni in un legame covalente.

3. non polare; polare; ionico

Punti chiave

• I legami covalenti tra atomi diversi hanno lunghezze di legame diverse.
• I legami covalenti possono essere polari o non polari, a seconda della differenza di elettronegatività tra gli atomi coinvolti.

Esercizi

1. Quale è più lungo—un legame C–H o un legame C–O? (Fare riferimento alla Tabella 4.2 “Lunghezze approssimative di alcuni singoli legami”.)

2. Che è più breve—un legame NH o un legame CH? (Fare riferimento alla Tabella 4.2 “Lunghezze approssimative di alcuni singoli legami”.)

3. Un nanometro è di 10-9 m. Utilizzando i dati della Tabella 4.2 “Lunghezze approssimative di alcuni singoli legami” e Tabella 4.3 “Confronto delle lunghezze di legame per legami singoli e multipli”, determinare la lunghezza di ciascun legame in nanometri.

   1. un legame C–O
   2. un C=O bond
   3. un H–N bond
   4. un C≡N bond

4. Un angstrom (Å) è definito come 10-10 m. Utilizzando la Tabella 4.2 “Approssimativo Lunghezze di Legame di Alcune Singole Obbligazioni” e Tabella 4.3 “Confronto di Lunghezze di Legame per Singole e Multiple Obbligazioni”, determinare la lunghezza di ciascuna obbligazione, in angstrom.

   1. un legame C–C
   2. un legame C=C
   3. un legame N N N
   4. un legame H–O

5. Fare riferimento all’esercizio 3. Perché l’unità nanometrica è utile come unità per esprimere le lunghezze dei legami?

6. Fare riferimento all’esercizio 4. Perché l’unità angstrom è utile come unità per esprimere le lunghezze di legame?

7. Utilizzando la Figura 4.4 “Elettronegatività di vari elementi”, determinare quale atomo in ogni coppia ha l’elettronegatività più alta.

   1. H o C
   2. O o Br
   3. Na o Rb
   4. I o Cl

8. Utilizzando la Figura 4.4 “Elettronegatività di vari elementi”, determinare quale atomo in ogni coppia ha l’elettronegatività inferiore.

   1. Mg o O
   2. S o F
   3. Al o Ga
   4. O o I

9. Gli elettroni saranno condivisi equamente o disegualmente tra ciascun legame covalente? Se diseguale, a quale atomo sono più fortemente attratti gli elettroni?

   1. un legame C–O
   2. un legame F–F
   3. un legame S–N
   4. un legame I–Cl

10. Gli elettroni saranno condivisi equamente o disegualmente tra ciascun legame covalente? Se diseguale, a quale atomo sono più fortemente attratti gli elettroni?

    1. un legame C–C
    2. un S–Cl bond
    3. un legame O–H
    4. un H–H bond

Risposte

1. Un legame C–O è più.

2. 1. 0,143 nm
   2. 0,120 nm
   3. 0,100 nm
   4. 0.116 nm

3. Le lunghezze di legame effettive sono molto piccole, quindi l’unità nanometrica rende l’espressione della lunghezza più facile da capire.

4. 1. C
   2. O
   3. Na
   4. Cl
5. 1. in modo iniquo verso i O
   2. egualmente
   3. in modo iniquo verso N
   4. in modo iniquo verso la Cl