I legami deboli in chimica sono tra gli argomenti più richiesti nei concorsi che includono una sezione di quiz di chimica, come i test di medicina e odontoiatria, veterinaria, che dal 2023 diventano TOLC-MED e TOLC-VET, e professioni sanitarie.
Pertanto, è molto importante capire cosa sono i legami deboli e quali sono.
In questa lezione trovi una spiegazione semplice ma completa sui legami deboli. In più, guarda la videolezione sui legami deboli del nostro tutor e docente di chimica, con tutta le teoria e tanti esempi. A fine lezione non avrai più dubbi su questo argomento.
Legami deboli: cosa sono e quali
Quali sono i legami deboli? I legami deboli sono interazioni tra molecole uguali o diverse.
In chimica si distingue tra legami forti e deboli. Qual è la differenza tra legami chimici forti e deboli? I legami chimici forti o primari sono più difficili da rompere perché hanno un contenuto energetico maggiore e si instaurano tra atomi o ioni. I legami deboli o secondari hanno minore energia, sono quindi più instabili e risentono della temperatura e della distanza tra le molecole. Essi si instaurano tra molecole.
Più esattamente, le principali caratteristiche dei legami deboli sono:
- la polarità elettrica delle molecole può essere fissa (permanente), tipica delle molecole polari, o fluttuante (temporanea), tipica delle molecole apolari;
- nei legami deboli non c’è condivisione di elettroni.
Quali sono i legami deboli? I legami deboli sono:
- legame a idrogeno
- forze di Van der Walls
- interazione ione-dipolo
Per approfondire, vai all’articolo e alla videolezione sui legami chimici.
Legame idrogeno
Il legame idrogeno si forma tra un atomo di idrogeno e un atomo fortemente elettronegativo, F, N o O, di piccole dimensioni.
Nella rappresentazione delle molecole, il legame a idrogeno si riconosce perché è tracciato con una linea tratteggiata.
Il legame a idrogeno è un particolare tipo di legame dipolo-dipolo tra molecole polari, ossia molecole che hanno un polo positivo e uno negativo fisso, e in quanto tali sono dipoli permanenti.
Nel momento in cui due molecole polari si incontrano, si orientano in modo che l’estremità negativa di una si posizioni vicino a quella positiva dell’altra.
Esempi di legami idrogeno sono l’acqua, H2O, l’ammoniaca, NH3, il fluoruro di idrogeno. HF.
Nel caso dell’acqua, in cui l’idrogeno si lega all’ossigeno, essendo O più elettronegativo, H diventa il polo positivo.
Forze di Van der Walls
Le forze di Van der Walls sono forze di attrazione tra molecole polari o apolari. In base al tipo di interazione distinguiamo tra:
- forza dipolo permanente-dipolo permanente o interazione dipolo-dipolo
- forza dipolo permanente-dipolo indotto o forza di Debye
- forza dipolo istantaneo-dipolo indotto o forza di London
Interazione dipolo-dipolo
L’interazione dipolo-dipolo si verifica tra molecole polari, dipoli permanenti, quando il polo positivo si orienta verso il polo negativo.
Come visto sopra, anche il legame idrogeno è un legame dipolo-dipolo, ma viene distinto rispetto alle forze di Van der Walls perché ha una forza superiore a 20 KJ/mole, mentre le interazioni dipolo-dipolo hanno in media un’energia pari a circa 4 KJ/mole.
Forza di Debye
La forza di Debye è un’interazione tra un dipolo permanente e un dipolo indotto, ossia una molecola apolare. Questo fenomeno è anche detto polarizzazione e si verifica quando la molecola polare agisce sulla molecola apolare provocando una separazione di carica e quindi una polarizzazione. Per questo motivo si parla di dipolo indotto.
Questo tipo di interazione è osservabile nella solubilità dei gas in acqua. L’orientamento delle molecole gassose è casuale. L’energia media del legame è influenzata dalla temperatura e dalla distanza tra le molecole.
Forza di London
Le forze di London sono interazioni tra molecole apolari ossia sono forze intermolecolari tra 2 molecole che non hanno una polarità fissa.
Un esempio di molecole apolari sono gli alogeni i cui elettroni modificano la loro distribuzione continuamente in modo vorticoso. Nell’istante in cui gli elettroni si distribuiscono equamente, la molecola acquisisce un polo negativo e uno positivo. Questo fa si che si comporti come un dipolo temporaneo che interagisce con le molecole vicine generando dei dipoli indotti.
La temperatura agisce in modo evidente su questo tipo di molecole, come i gas nobili e il metano.
Interazione ione-dipolo
Un altro tipo di legame debole è l’interazione ione-dipolo. Essa si verifica tra il solvente e gli ioni in esso disciolti.
Questo legame è la causa della solvatazione ossia dello scioglimento degli ioni dei sali in acqua, come avviene per il cloruro di sodio.
Il catione, di carica positiva, attrae il polo negativo dell’acqua. L’anione, di carica negativa, attrae quello positivo.
Per una spiegazione ancora più chiara, guarda il video con la lezione sui legami deboli del nostro tutor e docente di chimica.
Video e immagini nel testo di Orlando Cialli, tutor e docente WAU!
Immagine in evidenza di Gerd Altmann da Pixabay
