Legami ionici: definizione, formazione, caratteristiche ed esempi

I legami ionici sono una caratteristica notevole del legame chimico. Si verificano quando due atomi, uno con carica positiva e l'altro negativo, sono attratti l'uno dall'altro a causa delle loro forze elettrostatiche. Ciò si traduce in un legame ionico, tali legami di solito si formano tra metalli e non metalli e danno luogo a composti ionici.

Dobbiamo considerare alcuni fatti importanti sui legami ionici:

1. Hanno origine da un legame elettrovalente tra ioni di carica opposta, dovuto principalmente all'attrazione elettrostatica tra il catione e l'anione.
2. Esempi di composti ionici sono il cloruro di sodio (NaCl), dove l'atomo di sodio presta il suo elettrone di valenza a un atomo di cloro, formando un catione di sodio (Na+) e un anione di cloruro (Cl-).
3. Rispetto ai legami covalenti, i legami ionici hanno proprietà distinte, come punti di fusione e di ebollizione più elevati, a causa delle forti interazioni che li tengono insieme.

Alcuni composti chimici possono possedere un carattere covalente parziale. Ciò comporta la distribuzione condivisa di elettroni tra gli atomi di legame. Tuttavia, i composti ionici sono principalmente tenuti da legami ionici.

Era Fajan e Lewis che per primo propose il concetto di legame elettrovalente o ionico all'inizio del ventesimo secolo. Hanno notato che alcuni composti mostravano un'elevata conduttività elettrica quando disciolti in acqua o fusi, il che indicava la presenza di ioni mobili. Ciò ha ispirato ulteriori ricerche su questi tipi di legame chimico, portando a una maggiore comprensione di come gli elementi interagiscono e formano composti.

Definizione di legame ionico

I legami ionici sono legami elettrovalenti o elettrostatici, noti anche come composti ionici. Si formano quando un atomo dona uno o più elettroni a un altro atomo. Ciò si traduce in due ioni con carica opposta - un catione e un anione - tenuti insieme dall'attrazione elettrostatica.

Cloruro di sodio (NaCl) è un esempio comune. 

La storia dei legami ionici risale alla fine del XIX secolo. Svante Arrhenius propose il concetto di elettroliti, sostanze che si dissociano in ioni. Questa è stata la base per la nostra comprensione delle molecole legate ionicamente.

Formazione di un legame ionico

Il processo di formazione di un legame ionico comporta l'attrazione elettrostatica tra ioni caricati positivamente e negativamente. Questo tipo di legame chimico è anche noto come legame elettrovalente. I legami ionici di solito si formano tra a metallo e un non metallo, con conseguente formazione di un composto ionico.

Per comprendere la formazione di un legame ionico, prendiamo l'esempio di cloruro di sodio (NaCl). Il sodio, un metallo, ha un elettrone di valenza nel suo livello energetico più esterno. Il cloro, un non metallo, ha sette elettroni di valenza. Per ottenere una configurazione elettronica stabile, il sodio tende a perdere il suo elettrone di valenza, diventando uno ione o catione con carica positiva. Il cloro, d'altra parte, tende a guadagnare un elettrone per completare il suo ottetto, diventando uno ione o anione con carica negativa.

Quando il sodio e il cloro si uniscono, l'attrazione elettrostatica tra gli ioni di carica opposta li fa legare. L'atomo di sodio dona il suo elettrone di valenza all'atomo di cloro, con conseguente formazione di ioni Na+ e Cl-. La rotta ione sodio caricato positivamente è attratto dal ione cloruro carico negativamente, creando un forte legame ionico. Questo legame è tenuto insieme dall'attrazione elettrostatica tra i due ioni.

È importante notare che in un legame ionico, gli elettroni vengono trasferiti, piuttosto che condiviso come in un legame covalente. Il trasferimento di elettroni porta alla formazione di ioni con cariche opposte, che poi si attraggono a formare un legame ionico. Questo tipo di legame è caratterizzato dal forte attrazione elettrostatica tra gli ioni di carica opposta.

• I composti ionici, come il cloruro di sodio, hanno punti di fusione e di ebollizione elevati a causa dei forti legami ionici che li tengono insieme. 
• Presentano anche alcune proprietà, come la conduttività, che sono il risultato della loro natura ionica. 
• Quando disciolti in acqua, i composti ionici si dissociano nei loro ioni costituenti, consentendo alla soluzione di condurre elettricità.

In sintesi, la formazione di un legame ionico comporta il trasferimento completo di uno o più elettroni da un atomo all'altro, con conseguente attrazione tra ioni di carica opposta. Questo tipo di legame si forma tra un metallo e un non metallo, portando alla formazione di composti ionici. Comprendendo il processo di formazione del legame ionico, possiamo comprendere meglio le proprietà e le caratteristiche uniche di questi composti.

Trasferimento di elettroni

Il trasferimento di elettroni è un concetto chiave nella creazione di un legame ionico. Entriamo nei dettagli! La tabella seguente illustra come gli atomi scambiano elettroni per formare ioni. Un atomo perde elettroni, diventando uno ione positivo, mentre l'altro acquista elettroni, diventando uno ione negativo.

Atom	Perdita di elettroni	Carica ionica
Sodio	1	+1
Cloro	1	-1

È interessante che certi elementi perdano o guadagnino sempre un numero fisso di elettroni. Per esempio, il sodio dona un elettrone per diventare uno ione positivo con una carica netta di +1, mentre il cloro accetta un elettrone per diventare uno ione negativo con una carica netta di -1. Questo scambio di elettroni è ciò che crea forti forze attrattive tra gli ioni.

Questo concetto è essenziale per comprendere molte reazioni e composti chimici. Aiuta gli scienziati a manipolare materiali e creare nuove sostanze con le qualità desiderate.

Attrazione elettrostatica

L'attrazione elettrostatica si verifica quando gli ioni caricati positivamente e negativamente vengono attratti l'uno dall'altro. Questo crea un legame ionico. 

Se si desidera manipolare l'attrazione elettrostatica, è possibile utilizzare alcuni suggerimenti. 

• In primo luogo, aumentare la carica su entrambi gli ioni, ad esempio con ioni multivalenti. 
• In secondo luogo, ridurre la distanza tra gli ioni utilizzando un efficiente impaccamento o coordinazione in una struttura a reticolo cristallino. 

In questo modo si possono ottenere migliori proprietà del materiale.

Caratteristiche dei composti ionici

A differenza dei legami covalenti, in cui gli elettroni sono condivisi tra gli atomi, i legami ionici derivano dal trasferimento completo di uno o più elettroni da un atomo all'altro. Le caratteristiche dei composti ionici possono essere riassunte come segue:

• I composti ionici sono costituiti da ioni di carica opposta tenuti insieme da legami ionici. Esempi di composti ionici includono cloruro di sodio (NaCl), carbonato di calcio (CaCO₃) e ioduro di potassio (KI).
• I composti ionici hanno alti punti di fusione e di ebollizione. Questo perché l'attrazione elettrostatica tra ioni di carica opposta è forte e richiede una notevole quantità di energia per rompere i legami ionici e convertire il composto solido in un liquido o in un gas.
• I composti ionici hanno a struttura cristallina. Gli ioni in un composto ionico sono disposti in uno schema regolare e ripetitivo chiamato reticolo cristallino. Questa struttura contribuisce alla caratteristica fragilità dei composti ionici, poiché il reticolo può rompersi facilmente lungo certi piani.
• I composti ionici sono spesso solubile in acqua. Quando un composto ionico viene disciolto in acqua, le molecole d'acqua circondano i singoli ioni, separandoli l'uno dall'altro e permettendo loro di muoversi liberamente in soluzione. Questa capacità di dissociarsi in ioni in acqua è ciò che conferisce ai composti ionici la loro caratteristica conducibilità.
• I composti ionici si formano tipicamente tra metalli e non metalli. I metalli tendono a perdere elettroni e formare cationi carichi positivamente, mentre i non metalli tendono ad acquistare elettroni e formare anioni carichi negativamente. Questo trasferimento di elettroni porta alla formazione di ioni di carica opposta che sono tenuti insieme dall'attrazione elettrostatica.

I composti ionici hanno caratteristiche uniche come punti di fusione e di ebollizione elevati, strutture cristalline, solubilità in acqua e formazione di ioni con carica opposta. Queste proprietà li rendono importanti in vari aspetti della chimica, come nella formazione dei sali e nella conducibilità degli elettroliti. Comprendere le caratteristiche dei composti ionici è essenziale per studiarne il comportamento e le applicazioni in vari campi.

Ioni di carica opposta

ioni sono particelle cariche che si formano quando gli atomi acquistano o perdono elettroni. 

• cationi hanno una carica positiva, a causa di un minor numero di elettroni rispetto ai protoni. Gli esempi includono Na⁺, K⁺, e Mg²⁺. 
• anioni hanno guadagnato elettroni extra e hanno una carica negativa. Gli esempi includono Cl^-, F^-, e O^2-.

Le loro cariche opposte creano attrazioni elettrostatiche che formano composti ionici stabili. Questi composti hanno legami forti, che portano a punti di fusione elevati, struttura cristallina e conduttività. Si trovano ampiamente in natura e svolgono un ruolo essenziale nella chimica e nell'elettronica.

Elevati punti di fusione e di ebollizione

I composti ionici possiedono punti di fusione e di ebollizione estremi a causa dei loro forti legami ionici. Diamo un'occhiata ad alcuni dati interessanti:

Compound	Punto di fusione (° C)	Punto di ebollizione (° C)
Cloruro di sodio	801	1413
Ossido di magnesio	2800	3600
Carbonato di calcio	1339	N / A *

Il carbonato di calcio si decompone quando riscaldato, invece di bollire come altre sostanze.

Natura fragile

I materiali fragili sono noti per rompersi o frantumarsi se sottoposti a stress. Ciò è dovuto al legami ionici presenti in questi composti.

Questi legami creano una struttura a reticolo cristallino. Gli ioni positivi e negativi sono tenuti insieme da forti forze. Se viene applicata una forza esterna, i legami si rompono e il materiale si scheggia.

Diamo un'occhiata ad alcuni esempi di composti ionici e alla loro fragilità. 

• Cloruro di sodio (NaCl), noto anche come sale da cucina, è molto fragile. La pressione fa scivolare gli ioni finché non si respingono l'un l'altro, provocando la frattura del cristallo.
• Fluoruro di calcio (CaF₂) viene utilizzato nei dispositivi ottici grazie alla sua trasparenza. Ma è anche fragile. La forza può causare la divisione del reticolo cristallino lungo determinati piani, portando a fratture.

Questi composti mostrano una reazione nel loro stato fuso o acquoso, scatenando proprio la reazione!

Buoni conduttori di elettricità allo stato fuso o acquoso

Nel mondo della chimica, composti ionici avere determinate caratteristiche. Uno di questi è la loro capacità di condurre elettricità quando sono allo stato fuso o acquoso. Ciò significa che possono trasportare una corrente elettrica, rendendoli preziosi.

I composti ionici sono fatti di ioni. Questi sono atomi o gruppi di atomi con una carica elettrica. Sono tenuti insieme da forti forze elettrostatiche, note come legami ionici.

Quando si sciolgono o si dissolvono in acqua, i legami tra gli ioni si rompono. Gli ioni diventano mobili e liberi di muoversi, consentendo un migliore flusso di cariche elettriche. Ciò facilita la conduzione dell'elettricità.

I comuni composti ionici che mostrano una buona conducibilità negli stati fusi o acquosi includono: cloruro di sodio (NaCl), nitrato di potassio (KNO3) e Solfato di magnesio (MgSO4).

La capacità dei composti ionici di condurre elettricità negli stati fusi o acquosi è importante per i processi industriali e la ricerca scientifica. I ricercatori hanno persino utilizzato un composto ionico, chiamato ossido di cobalto di litio (LiCoO₂), per migliorare le prestazioni della batteria. 

Esempi di legami ionici

Legame ionico è un tipo di legame chimico formato tra due ioni di carica opposta. In questo legame, un atomo trasferisce uno o più elettroni a un altro atomo, determinando la formazione di un'attrazione elettrostatica tra il catione caricato positivamente e l'anione caricato negativamente. Questa attrazione è ciò che tiene insieme gli ioni in un composto ionico. Ecco un elenco di esempi

1. Cloruro di sodio (NaCl)
2. Bromuro di sodio (NaBr)
3. Fluoruro di sodio (NaF)
4. Cloruro di potassio (KCl)
5. Ioduro di potassio (KI)
6. Bromuro di potassio (KBr)
7. Fluoruro di potassio (KF)
8. Ioduro di litio (LiI)
9. Ossido di litio (Li2O)
10. Ossido di calcio (CaO)
11. Cloruro di calcio (CaCl2)
12. Solfato di alluminio [Al2(SO4)3]
13. Solfato di bario (BaSO4)

Cloruro di sodio (NaCl)

Nel cloruro di sodio, il sodio (Na) ha 1 e il cloro (Cl) ha 7 Elettrone di valenza. Pertanto, Na perde un elettrone di valenza e Cl accetta che abbia 8 elettroni in entrambi i loro gusci di valenza per ottenere un ottetto riempito configurazione elettronica.

                                         NaCl → Na+ + Cl-

Composto ionico NaCl

Bromuro di sodio (NaBr)

Nel bromuro di sodio, l'atomo di sodio ha un elettrone nel suo guscio più esterno e l'atomo di bromo ha 7 elettroni nel suo guscio di valenza.  Na perde un elettrone che viene accettato da Br per completare il suo ottetto. Na diventa Na+ e Br diventa Br- dopo aver scambiato l'elettrone di valenza.

                                                NaBr→ Na+ + Br-

Fluoruro di sodio (NaF)

In Fluoruro di sodio NaF, per completare lo stato dell'ottetto, l'atomo di fluoro ha bisogno di 1 elettrone nel suo guscio di valenza, che guadagna dall'atomo di sodio che ha un elettrone nel suo guscio di valenza. Na acquista [Na]+ positivo e F acquisisce carica negativa [F]– e in NaF si forma un legame ionico.

                                           NaF→ Na+ + F-

Cloruro di potassio (KCl)

In KCl, il potassio ne ha uno e il cloro ha 7 elettroni nei rispettivi gusci di valenza. Cl ha bisogno di 1 elettrone per completare il suo stato di ottetto mentre K ha un elettrone in più per riempirsi di ottetto. La formazione I legami ionici avvengono tra K e Cl dopo lo scambio di elettroni di valenza.

                                                 KCl→ K+ + Cl-

Ioduro di potassio (KI)

In KI, lo iodio ha 7 elettroni di valenza nel suo guscio di valenza e per completare il suo stato di ottetto, richiede un elettrone in più che accetta dal potassio (K). K perde un elettrone e acquista una carica positiva mentre lo iodio prende questo elettrone e acquisisce una carica negativa formando legami ionici.

                                                 KI→ K+ + I-

Bromuro di potassio (KBr)

Nel bromuro di potassio KBr, il potassio ha 1 elettrone nel suo guscio di valenza mentre il bromo ha sette elettroni. Quindi K perde il suo unico elettrone di valenza per diventare K+ e Br guadagna questo elettrone e diventa Br– con carica negativa. I legami ionici si formano tra K e Br.

                                               KBr→ K+ + Br-

Fluoruro di potassio (KF)

Nel fluoruro di potassio KF, l'atomo di fluoro ha 7 elettroni e l'atomo di potassio ha un elettrone nel suo guscio di valenza. Per ottenere una configurazione stabile (configurazione piena di ottetti) il fluoro ha bisogno di un elettrone nel suo guscio di valenza. Il potassio trasferisce il suo elettrone di valenza al fluoro e forma un legame ionico.

                                             KF → K+ + F-

 Composto ionico KF

Ioduro di litio (LiI)

In questo composto ionico, lo iodio ha 7 elettroni nel suo guscio di valenza per completare il suo ottetto, richiede 1 elettrone. D'altra parte, il litio ha una valenza di un elettrone. Perde il suo elettrone di valenza e diventa uno ione unipositivo e guadagnando elettroni lo iodio acquisisce una carica negativa.  

                                               LiI → Li+ + I-

Ossido di litio (Li2O)

In Li2O, ogni litio ha un elettrone nel suo guscio più esterno e l'ossigeno ha sei elettroni nel suo guscio di valenza. Per raggiungere uno stato di ottetto l'ossigeno ha bisogno di 2 elettroni. Entrambi gli atomi di Li perdono elettroni e si caricano positivamente mentre l'ossigeno guadagna quei 2 elettroni e si carica negativamente.

                                       Li₂O → 2Li+ + O₂-

 Composto ionico Li₂O

Ossido di calcio (CaO)

In Ossido di calcio, Ca ha 2 elettroni di valenza mentre l'ossigeno ha sei elettroni di valenza nel suo guscio di valenza. Per completare il suo ottetto l'ossigeno richiede altri due elettroni. Il calcio perde i suoi 2 elettroni e acquista +2 carica e l'ossigeno guadagna quegli elettroni e acquisisce carica 2-.

                                              CaO → Ca²⁺ + O^2-

Cloruro di calcio (CaCl2)

I due elettroni di valenza del calcio vengono trasferiti al guscio di valenza di ciascuno degli atomi di cloro. Ciascuno dei cloro accetta quegli elettroni e riempie il suo ottetto poiché hanno già sette elettroni nel rispettivo guscio di valenza. Pertanto, il calcio diventa Ca²⁺ e ciascuno dei Cl diventa Cl^-.

                                               CaCl₂ → ca²⁺ + 2 cl^-

Solfato di alluminio [Al₂(SO₄)₃]

L'alluminio ha già tre elettroni nel suo guscio di valenza. Pertanto, due dell'alluminio possono donare (2*3) = 6 elettroni. Ciascuno degli ioni solfato contiene una carica -2. Così, il solfato di alluminio molecola si forma tra l'interazione di due cariche opposte.

                                       Al₂(SO₄) → 2Al³⁺ +3SO₄^2-

Solfato di bario (BaSO₄)

Il bario ha due elettroni di valenza e dopo aver trasferito quegli elettroni, Ba diventa Ba2+. Lo ione solfato ha una carica di -2. Pertanto, c'è un'attrazione elettrostatica tra Ba²⁺ e così₄^2-, e si forma il composto ionico BaSO4.

                                                BaSO₄ → Ba²⁺ + COSÌ₄^2-

Esempi di legame ionico nella vita reale

I seguenti esempi di legami ionici si osservano nella vita quotidiana

1. Sale da tavola: Il sale da tavola o NaCl è un composto cristallino ionico
2. Sale iodato: È la miscela di sale da tavola con un po' di sale di iodio.
3. Fluoro nel dentifricio: Lo ione fluoruro è l'ingrediente più comune in tutti i dentifrici.
4. Bicarbonato di sodio: Il bicarbonato di sodio non è altro che il bicarbonato di sodio che è anche un composto ionico.
5. Bicarbonato di sodio: Il nome chimico del bicarbonato di sodio è carbonato di sodio decaidrato, Na₂CO₃. 10 ore₂O.
6. Candeggina per uso domestico: È la soluzione diluita di ipoclorito di sodio (NaOCl).
7. Conservante: Il benzoato di sodio è usato come conservante.
8. Agente antiagglomerante: Carbonato di magnesio, MgCO₃ viene utilizzato come agente antiagglomerante.
9. Ingredienti negli antiacidi: Gli antiacidi sono generalmente costituiti da carbonato di magnesio, trisilicato di magnesio, carbonato di calcio e carbonato di sodio.

Esempi di legami ionici forti

Gli esempi di forti legami ionici sono elencati di seguito-

1. Ossido di magnesio (MgO)
2. Solfato di bario (BaSO4)
3. Solfato di alluminio [Al2(SO4)3]
4. Solfato di magnesio (MgSO4)
5. Carbonato di magnesio (MgCO3)
6. Ossido di calcio (CaO)
7. Carbonato di bario (BaCO3)

Esempi di legami ionici deboli

Gli esempi di legami ionici deboli sono elencati di seguito-

1. Fluoruro di cesio (CsF)
2. Fluoruro di bario (BaF2)
3. Fluoruro d'argento (AgF)
4. Ioduro di litio (LiI)
5. Bromuro di litio (LiBr)
6. Solfato di litio (LiSO4)
7. Fluoruro di potassio (KF)

Qual è la differenza tra legame ionico e legame covalente?

Legame ionico	Legame covalente
Quando la forza attrattiva si lega a differenza degli ioni insieme, questo è noto come legame ionico.	Quando due atomi si stabilizzano condividendo gli elettroni, questo è noto come legame covalente.
Il legame ionico si forma tra atomi elettropositivi ed elettronegativi.	Il legame covalente si forma tra atomi uguali o diversi.
È un legame non direzionale.	È un legame direzionale.
I composti ionici (attaccati tramite legami ionici) hanno un alto punto di fusione e di ebollizione.	I composti covalenti (mantenuti attraverso legami covalenti) hanno bassi punti di fusione e di ebollizione.
I composti ionici sono solubili in solventi polari e insolubili in solventi non polari.	I composti covalenti sono insolubili nei solventi polari e solubili nei solventi non polari.

Differenza tra legame ionico e legame covalente

Differenza nella condivisione di elettroni

La condivisione degli elettroni è una pietra angolare della chimica. Distingue un legame ionico da un legame covalente. Esploriamo le loro principali differenze valutando come gli elettroni sono condivisi. Una tabella ci aiuterà a visualizzarlo meglio:

Immobili	Legame ionico	Legame covalente
Natura del vincolo	Formato tra gli ioni	Formato tra gli atomi
Condivisione di elettroni	Trasferimento completo di elettroni	Condivisione di elettroni
Attrazione elettronica	Forte attrazione elettrostatica tra	Relativamente debole
formazione	Tra metalli e non metalli	Solo tra non metalli
Composto risultante	Composto ionico	molecola
Punti di fusione e di ebollizione	Alta	Basso

I legami ionici si verificano quando gli elettroni si trasferiscono completamente tra gli ioni. Questo forma un composto ionico, solitamente tra metalli e non metalli. L'attrazione degli elettroni nei legami ionici è forte a causa delle forze elettrostatiche tra ioni di carica opposta.

In contrasto, i legami covalenti coinvolgono gli elettroni condivisi dagli atomi. Questo può avvenire solo tra non metalli, creando molecole. L'attrazione degli elettroni nei legami covalenti è relativamente debole poiché gli elettroni condivisi non si trovano su atomi specifici.

Osservando queste differenze nella condivisione degli elettroni, è ovvio che determinate qualità derivano da ciascun tipo di legame. Per aiutare con la comprensione e l'applicazione:

1. Identifica gli elementi: Scopri se si tratta di un composto ionico o covalente controllando se sono presenti metalli o non metalli.
2. Valutare il trasferimento/condivisione di elettroni: Verifica se c'è un trasferimento completo di elettroni (legame ionico) o condivisione di elettroni (legame covalente) tra gli atomi.
3. Conoscere i composti risultanti: I legami ionici formano composti ionici, mentre i legami covalenti creano molecole. Questo aiuta a prevedere e comprendere le proprietà dei composti.
4. Guarda i punti di fusione/ebollizione: Punti di fusione/ebollizione più alti di solito indicano composti ionici, mentre valori più bassi suggeriscono composti covalenti.

Con questi suggerimenti, è possibile distinguere tra legami ionici e covalenti in base ai loro schemi di condivisione degli elettroni. Questa conoscenza è essenziale per comprendere le reazioni chimiche e le loro proprietà corrispondenti. Un legame è appiccicoso come un koala, mentre l'altro è più sciolto come un'anguilla scivolosa.

La differenza nella forza del legame

Legame ionico	Legame covalente
I legami ionici sono forti a causa dell'attrazione elettrostatica tra ioni di carica opposta.	I legami covalenti sono deboli poiché gli elettroni condivisi non sono fortemente attratti da nessuno dei due atomi.
Composti ionici, come cloruro di sodio, può condurre elettricità quando disciolto in acqua in quanto vi è il libero movimento degli ioni.	Composti covalenti, come metano, mancano di cariche libere e quindi non conducono elettricità.
I composti ionici hanno più forza di legame.	I composti covalenti hanno meno forza rispetto al composto ionico.

È chiaro che c'è una differenza nella forza del legame tra legami ionici e covalenti. 

Differenze nelle proprietà fisiche

Le proprietà fisiche delle sostanze possono essere diverse, a seconda del tipo di legame chimico. Ionic e covalente legami hanno differenze distinte nelle loro proprietà fisiche. Diamo un'occhiata a loro. Per comprendere le disparità, confrontiamo le caratteristiche tra legami ionici e covalenti:

Legame ionico	Legame covalente
Elevati punti di fusione/ebollizione	Basso punto di fusione/ebollizione
resistenza	Morbidezza/Flessibilità
Fragile, incline a frantumarsi	Non così fragile, più malleabile
Buoni conduttori	Cattivi conduttori in forma solida

Inoltre, i composti ionici di solito conducono elettricità quando disciolti o fusi a causa della presenza di ioni mobili. Tuttavia, i composti covalenti raramente conducono elettricità poiché i loro elettroni condivisi rimangono fissi.

Quali sono le caratteristiche di un composto ionico?

• Un legame ionico è anche chiamato legame elettrovalente.        
• Una forte forza di attrazione elettrostatica teneva insieme gli ioni positivi e negativi.
• I composti ionici sono duri e fragili.
• Di solito hanno un alto punto di fusione.
• I composti ionici allo stato solido sono cattivi conduttori di elettricità mentre sono buoni conduttori di elettricità quando vengono sciolti o sciolti in solventi.
• I composti ionici sono solubili in solventi polari e insolubili in solventi non polari.
• Forme di legame ionico tra metallo e non metallo.

Elettronegatività del legame ionico

La differenza di elettronegatività deve essere maggiore di 1.7 per formare un legame ionico. Maggiore è la differenza di elettronegatività denota più forte è il legame ionico. Pertanto, si forma sempre un legame ionico tra un elemento elettronegativo e uno elettropositivo.

Come identificare un legame ionico?

I legami ionici possono essere identificati nei seguenti diversi modi:

• Si forma un legame ionico tra un metallo e un non metallo.
• L'atomo di metallo generalmente appartiene al gruppo 1 o al gruppo 2,3 e l'atomo non metallico proviene dal gruppo 5 o dal gruppo 6.
• Il nome del composto ionico deriva dal nome del metallo in primo luogo e dal non metallo in secondo luogo.

Energia di legame ionico e forze intermolecolari

L'energia di un legame ionico può essere calcolata con la legge di Coulomb che è F= kq₁q₂/r². L'energia di un legame ionico varia da 170 a 1500 KJ/mol. La forza intermolecolare presente in un legame ionico è la forza di attrazione elettrostatica e questa è una delle forze più forti presenti in qualsiasi composto.

Il legame ionico è polare o apolare?

Il legame ionico è considerato un legame polare. La polarità sorge a causa della differenza di elettronegatività tra gli atomi metallici e non metallici. Maggiore è la differenza di elettronegatività, maggiore è la polarità del legame.

Solubilità del legame ionico

I composti ionici che sono tenuti dai legami ionici sono solubili in solventi polari perché i composti ionici sono polari. Diventano solubili in acqua, DMSO, DMF e solventi polari simili all'acetone.

Tipi di legame ionico

Esistono due tipi di legami ionici in chimica e sono:

• I composti ionici binari contengono un metallo e un non metallo. Ad esempio: NaCl
• I composti ionici contengono un metallo e uno ione poliatomico. Esempio- BaSO4.

Importanza dei composti ionici

Ruolo nei sistemi biologici

I legami ionici sono essenziali nei sistemi biologici. Si formano tra ioni di carica opposta, consentendo lo svolgimento di vari processi.

•  Facilitare gli impulsi nervosi
• Mantenere l'equilibrio del pH
• Struttura/funzione delle proteine
•  Replicazione/trascrizione del DNA
• Regolazione dell'attività enzimatica

1. I legami ionici trasmettono impulsi nervosi in tutto il corpo. Inoltre regolano gli ioni idrogeno, mantenendo il giusto equilibrio del pH per le attività cellulari.
2. Le proteine ​​utilizzano legami ionici per la loro struttura e funzione. 
3. Si assicurano che le proteine ​​si pieghino correttamente e mantengano la loro forma particolare. 
4. La replicazione e la trascrizione del DNA coinvolgono il legame idrogeno, un'interazione ionica.
5. Gli enzimi usano le interazioni ioniche per regolare l'attività. Legando ioni o substrati, controllano con precisione le reazioni biochimiche.

Comprendere il potere dei legami ionici è essenziale per comprendere i processi vitali. Apprezzali ed esplora nuove possibilità che possono plasmare campi come la medicina e la bioingegneria. 

Utilità nei processi industriali

L'importanza del legami ionici nei processi industriali non può essere sopravvalutato. Sono fondamentali per varie applicazioni, aumentando l'efficienza e il successo. Diamo un'occhiata ad alcuni dei loro principali vantaggi:

1. Accumulo di energia: I legami ionici consentono lo sviluppo di potenti batterie. Questi immagazzinano e rilasciano energia attraverso gli ioni, rivoluzionando settori come l'elettronica e i trasporti.
2. Catalisi: I legami ionici facilitano le reazioni chimiche, abbassando le barriere energetiche di attivazione. Ciò porta a tassi più rapidi e rese più elevate, ottimizzando la produttività.
3. Separazione chimica: I legami ionici sono perfetti per separare e purificare i composti. Questo è fondamentale per industrie come la produzione alimentare e farmaceutica.

Inoltre, i legami ionici lo sono forte e stabile. Questo li rende adatti per infrastrutture, elettronica e trasporti.

Sfruttare i legami ionici è essenziale per le industrie. In caso contrario, si possono perdere opportunità, aumentare i costi e ridurre la competitività. 

Rompere i legami ionici

Per rompere un legame ionico, bisogna superare il forti forze elettrostatiche tenere insieme gli ioni. Ecco una guida passo passo su come rompere i legami ionici:

1. Applicare energia esterna: L'energia esterna, come il calore o l'elettricità, è necessaria per rompere i legami ionici. Questa energia fornisce l'energia di attivazione necessaria per indebolire l'attrazione elettrostatica tra gli ioni.
2. Aumentare la temperatura: Riscaldando il composto ionico, l'energia cinetica degli ioni aumenta, facendoli vibrare più vigorosamente. Questo movimento accelerato indebolisce le forze di attrazione tra gli ioni, rompendo infine i legami.
3. Sciogliere in un solvente: Alcuni composti ionici si dissolvono in certi solventi, come l'acqua. Quando un composto ionico si dissolve, le molecole di solvente circondano i singoli ioni, separandoli efficacemente l'uno dall'altro e rompendo i legami ionici.
4. Applicare pressione: L'applicazione di pressione a un composto ionico può anche rompere i legami. La pressione comprime il reticolo ionico, riducendo la distanza tra gli ioni e destabilizzando le forze elettrostatiche. Alla fine, i legami possono rompersi sotto una pressione sufficiente.
5. Reazioni chimiche: Alcune reazioni chimiche possono anche rompere i legami ionici. Ad esempio, se viene introdotto un reagente adatto, può reagire con uno degli ioni, formando un nuovo composto e rompendo il legame ionico originale.

Vale la pena notare che la rottura dei legami ionici richiede a notevole quantità di energia, in quanto sono forti e stabili. I composti ionici hanno generalmente punti di fusione e di ebollizione elevati a causa di questi forti legami. Inoltre, i composti ionici sono spesso fragili e possono frantumarsi se sottoposti a stress.

Energia necessaria per rompere i legami ionici

Ti sei mai chiesto dell'energia necessaria per rompere i legami ionici? Lascia che ti dica! I legami ionici sono forti attrazioni tra ioni positivi e negativi. Romperli richiede una buona quantità di energia.

Diamo un'occhiata ad alcuni esempi. Per quanto riguarda gli elementi, l'energia richiesta è diversa. 

• Il sodio richiede 1071 kJ / mol, 
• Potassio 418 kJ / mol. 
• I numeri di calcio e magnesio lo sono 590 e 738 kJ / mol.

Anche altri fattori come la dimensione degli ioni e la densità di carica influenzano l'energia richiesta. Questo spiega perché rompere i legami ionici è così complicato.

La conoscenza dell'energia richiesta è importante in molti campi scientifici, come la scienza dei materiali, la chimica, ecc. 

Dissoluzione di composti ionici

I composti ionici si dissolvono a causa delle forze attrattive tra le loro cariche positive e negative e le molecole polari del solvente. La temperatura e l'agitazione aumentano la dissoluzione. I fattori che ostacolano la dissoluzione includono un'elevata concentrazione di ioni disciolti e impurità che si legano ad essi. I ricercatori usano questa conoscenza per ottimizzare le dissoluzioni per varie applicazioni.

Domande frequenti

D. Cos'è un legame ionico?

R: Quando la forza attrattiva lega insieme ioni diversi, questo è noto come legame ionico. I legami ionici sono anche chiamati legami elettrovalenti.

D: Come si formano i legami ionici?

R: I legami ionici si formano quando un atomo, tipicamente un metallo, perde uno o più elettroni di valenza e un altro atomo, tipicamente un non metallo, guadagna quegli elettroni per completare il suo ottetto.

D: Qual è la differenza tra legami ionici e covalenti?

R: I legami ionici si verificano tra un metallo e un non metallo, comportano il trasferimento di elettroni e provocano la formazione di ioni. I legami covalenti si verificano tra due non metalli, implicano la condivisione di elettroni e provocano la formazione di molecole.

D: Quali sono alcune proprietà dei composti ionici?

R: I composti ionici sono generalmente solidi a temperatura ambiente, hanno punti di fusione e di ebollizione elevati e sono fragili. Sono anche buoni conduttori di elettricità quando disciolti in acqua o sciolti.

D: Cos'è un legame elettrovalente?

A: Un legame elettrovalente è un altro termine per un legame ionico. Si chiama elettrovalente perché comporta il trasferimento di elettroni tra atomi con cariche opposte.

D. È CaCl₂ un composto ionico?

A: A causa di cariche opposte, i legami ionici si formano nel composto CaCl2. In CaCl2, il calcio ha due elettroni di valenza e ogni cloro ha un elettrone. Ca perde entrambi gli elettroni guadagnati da ciascun Cl e completa il suo ottetto. Il Calcio acquista +2 mentre ogni Cloro acquista -1 carica.

Perché i legami ionici conducono l'elettricità?

I composti ionici conducono l'elettricità allo stato fuso (liquido) perché gli ioni si liberano da un punto all'altro allo stato liquido. Ma non possono condurre elettricità allo stato solido perché gli ioni non sono in grado di muoversi liberamente.

Perché il carbonio non può formare un legame ionico?

Il carbonio non può formare legami ionici perché ha quattro elettroni nel suo guscio di valenza. Per formare un legame ionico, deve guadagnare o perdere 4 elettroni. Accettare o perdere 4 elettroni è un processo che richiede molta energia. Oltre a ciò, non è né un elemento elettronegativo né un elemento elettropositivo della tavola periodica.

Perché un legame ionico è più forte di un legame covalente?

Il legame ionico è più forte di un legame covalente perché la forza di attrazione coulombiana agisce tra due ioni di carica opposta in un composto ionico. I legami covalenti si formano a causa della condivisione di coppie di elettroni tra due atomi. La forza di attrazione tra cationi e anioni è molto alta in un legame ionico.

Perché si forma un legame ionico tra metallo e non metallo?

Un legame ionico si forma tra un metallo e un non metallo perché l'elettronegatività tra loro dovrebbe essere la più alta. I metalli sono generalmente elettropositivi e i non metalli sono generalmente elementi elettronegativi nella tavola periodica. Più la differenza di elettronegatività denota un legame ionico più forte tra due atomi

D: Può formarsi un legame ionico tra due non metalli?

R: No, i legami ionici si verificano tipicamente tra un metallo e un non metallo. Quando due non metalli si legano, tendono a formare legami covalenti.

D: Qual è un esempio di legame ionico?

R: Un esempio di legame ionico è il legame formato tra sodio e cloro nel sale da tavola (NaCl).

D: Perché una sostanza ionica è chiamata composto ionico?

R: Una sostanza ionica è chiamata composto ionico perché è composta da due o più ioni tenuti insieme dal legame ionico.

D: Tutti i legami in una sostanza ionica sono ionici?

R: No, una sostanza ionica può contenere anche legami covalenti e legami metallici.

D: Perché le molecole con legame ionico sono molto reattive rispetto ad altri legami?

R: Le molecole a legame ionico sono molto reattive perché le forze elettrostatiche che tengono insieme gli ioni sono relativamente deboli e facilmente interrotte da altri ioni o molecole.

Conclusione

I legami ionici si formano tra due elementi (preferibilmente un metallo e un non metallo) aventi una notevole differenza di elettronegatività. La forza del legame ionico dipende anche dalla differenza di elettronegatività tra di loro. I composti ionici hanno proprietà uniche. Elevati punti di fusione e di ebollizione, poiché le forze elettrostatiche richiedono molta energia per rompersi. Inoltre, metalli e non metalli si combinano, quindi esibiscono entrambi i tipi di carattere. Gli ioni possono creare stabilità nei composti chimici. Trasferendo o accettando elettroni, gli atomi possono riempire il loro guscio elettronico esterno e diventare stabili. Gli ioni di carica opposta si uniscono e si legano.