Questo confronto esamina i due principali metodi di legame chimico: il legame covalente, in cui gli atomi condividono coppie di elettroni per raggiungere la stabilità, e il legame ionico, in cui gli atomi trasferiscono elettroni per formare attrazioni elettrostatiche. Evidenzia le differenze nella formazione, nelle proprietà fisiche, nella conduttività e nella forza del legame.
Legame chimico che si forma quando due atomi condividono una o più coppie di elettroni.
Legame chimico formato dall'attrazione elettrostatica tra ioni con carica opposta.
| Funzionalità | Legame covalente | Legame ionico |
|---|---|---|
| Comportamento degli elettroni | Gli elettroni sono condivisi tra gli atomi | Gli elettroni vengono trasferiti da un atomo all'altro |
| Partner tipici | Non metallo e non metallo | Metallo e non metallo |
| Punti di fusione/ebollizione | Generalmente basso (tranne i solidi di rete) | Generalmente alto |
| Struttura | Forma molecolare definita | Reticolo cristallino (modello 3D ripetuto) |
| Conduttività elettrica | Scarso (Isolanti) | Buono quando liquido o disciolto; scarso quando solido |
| Polarità | Da basso a moderato (polare o non polare) | Estremo (alta polarità) |
| Esempi | Acqua (H2O), Metano (CH4) | Sale da cucina (NaCl), ossido di magnesio (MgO) |
legami covalenti si formano quando la differenza di elettronegatività tra due atomi è piccola, inducendoli a condividere elettroni di valenza per riempire i loro gusci più esterni. Al contrario, i legami ionici si formano quando la differenza di elettronegatività è elevata, in genere superiore a 1,7 sulla scala di Pauling. Questa differenza elevata fa sì che l'atomo più elettronegativo allontani completamente un elettrone dall'altro, creando ioni positivi e negativi che si attraggono a vicenda.
I composti ionici si presentano quasi sempre come cristalli solidi a temperatura ambiente, perché i loro ioni sono bloccati in una struttura reticolare rigida e ripetuta, tenuta insieme da forti forze elettrostatiche. I composti covalenti formano molecole distinte che interagiscono tra loro più debolmente, il che significa che possono esistere come gas, liquidi o solidi morbidi a temperatura ambiente. Tuttavia, alcune sostanze covalenti, come il diamante o il quarzo, formano solidi reticolari giganti incredibilmente duri.
composti ionici sono spesso solubili in acqua; quando si dissolvono, gli ioni si dissociano e si muovono liberamente, consentendo alla soluzione di condurre elettricità. I composti covalenti variano in solubilità in base alla loro polarità ("il simile scioglie il simile"), ma generalmente non si scompongono in ioni. Di conseguenza, le soluzioni covalenti di solito non conducono bene l'elettricità, poiché non ci sono particelle cariche che trasportino la corrente.
Confrontare la resistenza è complesso perché dipende dal contesto. I singoli legami covalenti all'interno di una molecola sono estremamente forti e richiedono un'energia significativa per essere sciolti chimicamente. Tuttavia, le forze *tra* le molecole covalenti (forze intermolecolari) sono deboli, rendendo il materiale in massa facile da fondere. I legami ionici creano un'enorme rete di attrazione attraverso l'intero cristallo, con conseguente energia reticolare molto elevata e punti di fusione elevati.
I legami sono sempre ionici al 100% o covalenti al 100%.
Il legame si sviluppa su un continuum basato sulle differenze di elettronegatività. La maggior parte dei legami sono in realtà "covalenti polari", ovvero presentano caratteristiche di entrambi gli atomi, in cui gli elettroni sono condivisi ma attratti maggiormente verso un atomo.
I legami ionici sono più forti dei legami covalenti.
Questo è fuorviante. Mentre i reticoli cristallini ionici sono difficili da fondere (il che suggerisce una certa resistenza), i singoli legami covalenti (come quelli che tengono insieme un diamante) possono essere più forti delle attrazioni ioniche. Dipende se si sta misurando l'energia necessaria per rompere una molecola o fondere un solido.
I composti ionici conducono l'elettricità nella loro forma solida.
I composti ionici solidi sono in realtà isolanti perché i loro ioni sono bloccati all'interno del reticolo cristallino. Devono essere fusi o disciolti in un liquido per liberare gli ioni e consentire la conduzione.
I legami covalenti si formano solo tra atomi identici.
I legami covalenti si formano frequentemente tra diversi atomi non metallici (come il carbonio e l'ossigeno nella CO2). Quando gli atomi sono diversi, la condivisione è diseguale, creando un legame covalente polare.
La distinzione tra questi legami spiega il comportamento fondamentale della materia. Il legame covalente si incontra principalmente nella chimica organica, nelle molecole biologiche come il DNA e nei gas e liquidi di uso quotidiano. Il legame ionico è la caratteristica distintiva di sali, ceramiche e molti minerali che richiedono elevata stabilità e strutture cristalline.
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