Legame covalente e strutture di Lewis

I legami covalenti si formano fra i non metalli dalla condivisione degli elettroni di valenza. Ma perché i non metalli preferiscono condividere gli elettroni piuttosto che trasferirli come avviene nei legami ionici? I non metalli hanno energie di ionizzazione elevate che rendono difficile il trasferimento di elettroni di valenza da un atomo all'altro.

Considerate una molecola di ammoniaca. L'atomo di azoto richiede altri tre elettroni per raggiungere un ottetto e l'atomo di idrogeno ha bisogno di un elettrone per raggiungere un duetto. Pertanto, l'atomo di azoto si lega con tre atomi di idrogeno in modo tale che sia l'azoto che l'idrogeno raggiungano configurazioni di elettroni stabili.

Poiché ciascuno di questi legami condivide una coppia di elettroni, viene definito legame singolo. La coppia condivisa di elettroni nel legame covalente è detta coppia di legame. Gli elettroni di valenza che non partecipano al legame sono detti coppia solitaria o elettroni non leganti.

Con 6 elettroni di valenza, gli atomi di ossigeno hanno bisogno di altri due elettroni per raggiungere un ottetto. Pertanto, due atomi di ossigeno condividono coppie di due elettroni formando un doppio legame. L'azoto, d'altra parte, condivide i tre elettroni spaiati nella sua forma biatomica, creando un triplo legame.

I legami singoli e multipli differiscono in termini di lunghezza e forza del legame. I tripli legami sono più corti dei doppi legami, che sono più corti dei singoli legami. La forza del legame aumenta con la molteplicità del legame.

Questo è il motivo per cui è difficile rompere il triplo legame nell'azoto, rendendolo relativamente non reattivo. Il modello di Lewis aiuta a prevedere la struttura e la stabilità delle molecole. Secondo il modello di Lewis, H2O è una molecola stabile:sia l'ossigeno che l'idrogeno hanno raggiunto configurazioni degli elettroni stabili.

Se l'ossigeno condivide gli elettroni con un solo atomo di idrogeno, la molecola OH risultante non è stabile poiché l'ossigeno ha solo 7 elettroni di valenza e non può raggiungere l'ottetto. Tuttavia, se un elettrone in più viene aggiunto all'ossigeno per completare l'ottetto, lo ione idrossido risultante diventa stabile con una carica negativa. I legami covalenti sono direzionali perché gli elettroni condivisi collegano due coppie specifiche di atomi.

Al contrario, i legami ionici sono non direzionali e trattengono diversi ioni nel reticolo. Pertanto, in un composto covalente, le singole molecole sono considerate unità fondamentali.