Un legame ionico è più forte di un legame covalente o è viceversa? E un legame coordinato?
Grazie per l'A2A.
Prima di tutto, dobbiamo capire cos'è la forza di legame e quali fattori entrano in gioco quando si parla di forza di legame. La forza di legame è più spesso quantificata da:
Energia di legame (E), la quantità di energia (calore) necessaria per rompere una mole di molecole nei loro singoli atomi (quindi l'energia necessaria per rompere i legami tra di loro);
Energia di dissociazione dei legami (BDE), la quantità di energia rilasciata quando un legame viene scisso per omolisi (punto importante) con tutti i prodotti e reagenti della reazione a 0 K.
C'è una sottile differenza tra i due: l'energia di legame è una media per un tipo di legame in una molecola, mentre la BDE si trova per ogni singolo legame. Esempio: E(C-H) per il metano si trova trovando la variazione entalpica della rottura di una molecola di metano in atomi di carbonio e idrogeno divisa per quattro (perché ce ne sono quattro). L'energia media di legame per il legame C-H è 414 kJ/mol. Tuttavia, troviamo che per ogni legame:
D(CH3-H)=435 kJ/mol
D(CH2-H)=444 kJ/mol
D(CH-H)=444 kJ/mol
D(C-H)=339 kJ/mol
Si potrebbe dire allora che la BDE è un modo più accurato per misurare la forza di un particolare tipo di legame in un particolare ambiente ma qui useremo l'energia di legame perché i valori sono molto più facili da trovare.
Avendo quantificato la forza di legame, dobbiamo cercare di trovare i fattori che la influenzano:
Ordine di legame, il numero di elettroni coinvolti nel legame (covalente) tra due atomi. Questo influenza principalmente i legami covalenti in quanto condividono elettroni che esercitano una forza attrattiva su entrambi i nuclei. Più elettroni di legame creano una forza di maggiore entità tra i nuclei e quegli elettroni. L'ordine del legame è associato alla lunghezza del legame, creando una tendenza per cui i legami di maggiore ordine (quindi forza) tendono ad avere lunghezze di legame più corte. A causa dell'oscillazione degli atomi coinvolti nel legame, le lunghezze misurate sono date per essere la lunghezza del legame 'rilassato' così in alcuni casi la costante di forza del legame rilassato può essere usata per quantificare la forza di un legame.
Sarebbe bene qui spendere un po' di tempo parlando dei legami ionici. I legami ionici sono legami che si formano come risultato dell'attrazione elettrostatica tra ioni di carica opposta. Un elettrone è completamente trasferito da quello che diventerà il catione a quello che diventerà l'anione. Questo è noto come elettrovalenza, dove gli elettroni sono trasferiti piuttosto che condivisi. Questo trasferimento di elettroni si verifica anche quando si formano legami coordinati (legami dipolari), il che significa che gli atomi coinvolti si caricheranno o esisterà un dipolo attraverso il legame, ma gli elettroni sono ancora condivisi come in un legame covalente.
A causa delle scale coinvolte, è importante notare che non esiste una cosa come un legame puramente ionico in quanto tutti gli atomi coinvolti nel legame chimico condivideranno, in una certa misura, i loro elettroni. Quindi il termine "legame ionico" si riferisce solo ai legami in cui la natura ionica del legame è maggiore della sua natura covalente: Cioè, legami in cui esiste una grande differenza di elettronegatività. I legami più intermedi con entrambe le nature covalente e ionica sono chiamati "legami covalenti polari". I composti ionici formano quasi esclusivamente strutture reticolari in cui gli atomi non sono più legati in molecole individuali ma fanno parte di una rete continua tridimensionale.
La forza dei legami ionici dipende dalla grandezza della differenza di carica degli ioni coinvolti così come dalla differenza di elettronegatività tra i nuclei. Anche altri fattori come il raggio ionico e la schermatura influenzano la forza dei legami tra gli ioni. La forza dei legami ionici è quantificata dall'entalpia di lattice, l'energia rilasciata quando una mole di solido ionico si forma da una mole dei suoi ioni gassosi.
In un certo senso, quindi, i legami più forti formati sono covalenti poiché tutti i legami sono covalenti in qualche misura. Ma questo non era quello che stavi cercando.
Non si può dire che il legame ionico come tipo di legame sia più forte del legame covalente in generale: Dipenderà dagli atomi coinvolti nel legame. È vero che i composti ionici, poiché formano reticoli giganti, formano composti mediamente più forti, poiché formano una struttura continua, mentre i composti covalenti sono limitati alle interazioni intermolecolari come i dipoli istantanei (forze di van der Waals') e il legame idrogeno (se del caso).
Non dimenticare che anche i composti covalenti sono in grado di fare questo: Il biossido di silicio e il diamante sono entrambi incredibilmente duri, più duri della maggior parte dei composti ionici, ma questo non dice molto sul loro legame chimico. La grafite ha energie di legame maggiori di quelle del diamante e sono entrambi legami C-C (con lievi differenze).
Non riesco a trovare esempi numerici ma un suggerimento ragionevole per il legame ionico più forte sarebbe qualcosa come la forza del legame in Fr-F (la più grande differenza di elettronegatività) mentre i legami covalenti come quelli in C-O (triplo legame) e N-N (triplo legame) sarebbero probabilmente al più alto posto come legami covalenti più forti. Quale sia il più forte non lo so.
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