Appunti di chimica: il legame ionico

tramite: O2O
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Introduzione

Il legame ionico è un legame che si forma per il trasferimento di elettroni da un atomo ad un altro, formando quindi due ioni di carica uguale e contraria: un catione ed un anione. Tra i due ioni si stabiliscono quindi forze di natura elettrostatica descritte dalla legge di Coulomb, portando alla formazione di aggregati caratterizzati da una struttura ordinata, detti solidi cristallini ionici. Questo legame è tipico dei composti detti "sali", cioè solidi cristallini formati da un catione metallico e da un anione non-metallico, caratterizzati da alti punti di fusione e di ebollizione. Ecco alcuni appunti di chimica!

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Vediamo ora più in dettaglio la formazione di un legame ionico. Quando i due atomi si avvicinano, la differenza di elettronegatività fra di essi fa sì che si vengano a formare i due ioni. Una volta formatisi il catione e l'anione, essi si attraggono elettrostaticamente. Quando più coppie ioniche interagiscono tra loro, si dispongono in un reticolo cristallino ordinato in modo tale da minimizzare le repulsioni e massimizzare le attrazioni. Per esempio il sale da cucina, NaCl, è caratterizzato da un reticolo cubico in cui ogni ione Na+ è circondato da sei ioni Cl- e viceversa.

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Il secondo passaggio consiste nello strappare un elettrone da un atomo di sodio per ottenere il catione. Per fare ciò bisogna fornire energia pari all'energia di ionizzazione. Il quarto passaggio consiste invece nell'attaccare un elettrone ad un atomo di cloro per ottenere l'anione. Questo è un processo esotermico ed è quindi necessario assorbire energia dal sistema in quantità pari all'affinità elettronica del cloro. Quinto ed ultimo passaggio: questo processo porta alla formazione del reticolo cristallino di NaCl e l’energia associata corrisponde alla così detta reticolare. L'energia reticolare è dunque l'energia fondamentale per determinare se il reticolo si forma oppure no.

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Per valutare l'energia assorbita od emessa in un processo di formazione di un sale, per esempio NaCl, si utilizza un algoritmo noto come "Ciclio di Born-Haber" in cui si suddivide la reazione di formazione del reticolo in più passaggi di cui è possibile calcolare l'energia in gioco. Il primo passaggio è il passaggio di fase del sodio metallico da solido a gassoso. Bisogna quindi fornire l'energia di sublimazione del sodio metallico. Il secondo passaggio consiste invece nella dissociazione della molecola di Cl2 per ottenere cloro atomico. Poiché per ogni molecola di NaCl serve un solo atomo di cloro, è sufficiente fornire solo metà dell'energia di atomizzazione
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