Come calcolare l'ordine di legame in chimica

In chimica viene definito come ordine di legame l'insieme dei legami covalenti presenti tra due atomi. Un legame covalente, a sua volta, è un legame chimico in cui due atomi mettono in comune delle coppie di elettroni. Questo si verifica poiché gli atomi tendono a consumare meno energia possibile e quindi tentano di raggiungere la stabilità della loro configurazione elettronica. A livello atomico, l'ordine di legame corrisponde al numero di coppie di elettroni di due atomi che sono uniti tra loro. Ad esempio la molecola N≡N ha un ordine di legame pari a tre. In questa guida capiremo meglio come calcolare l'ordine di legame; in primo luogo considerando, più nello specifico, cosa s'intende per ordine di legame, per orbitale di legame e antilegame ed infine come si effettua il calcolo.

• Conoscere la definizione di ordine di legame
• Conoscere la definizione di orbitali leganti e antileganti

L'ordine di legame considera il numero di doppietti di elettroni condivisi tra due atomi e aumenta all'aumentare del numero dei legami. Un legale covalente singolo, ad esempio, avrà un ordine di legame pari a 1, n=1, un legame covalente doppio, invece, avrà un ordine di legame pari a 2, n=2, e così via. Un legame tra due atomi si forma se l'energia del sistema diminuisce quando i due atomi si avvicinano al punto che gli elettroni di valenza risentono dell'attrazione di entrambi i nuclei. Si devono sempre considerare sia le interazioni attrattive che quelle repulsive. Inoltre, si deve anche tenere presente che gli atomi sono sempre in costante movimento e che i loro legami possonovariare.

Gli orbitali di legame sono orbitali con densità elettronica nello spazio internucleare. Gli elettroni hanno energia inferiore a quella che avevano prima della formazione del legame. Gli orbitali di antilegame, invece, sono orbitali con densità elettronica in posizioni opposte a quelle congiungente i due nuclei. Gli elettroni, in questo caso, hanno energia superiore a quella che avevano prima della formazione del legame. Nella teoria degli orbitali molecolari si assume che due elettroni in un orbitale di legame molecolare contribuiscono per un legame netto e che due elettroni in un orbitale molecolare di antilegame annullino l'effetto di un legame.

Giunti a questo punto possiamo giungere al metodo per calcolare l'ordine di legame. Nella teoria degli orbitali molecolari l'ordine di legame si ottiene con una semplice formula. Per prima cosa dovete considerare il numero degli elettroni presenti negli orbitali molecolari di legami, a questi si sottrae il numero degli elettroni presenti negli orbitali molecolari di antilegami. Il risultato poi deve essere diviso per due. Facendo la differenza tra gli elettroni leganti e quelli antileganti e dividendoli per due, ossia per il numero degli atomi è possibile conoscere l'ordine di legame, ma anche la stabilità della molecola il generale. L'ordine di legame, infatti, viene calcolato e analizzato proprio per questo scopo, dato che ci sono molecole stabili ed altre affatto.

• Per il calcolo si può ricorrere al diagramma di OM.

• Come calcolare l'ordine di legame