Legame ionico: esempi, energia reticolare

Il legame ionico, contrariamente al legame covalente, è dovuto alla condivisione di elettroni di legame tra due atomi, è di natura elettrostatica. Legame ionico, covalente e metallico sono i legami più importanti che si verificano nei composti chimici.

Il legame ionico è infatti dovuto all’attrazione tra particelle cariche di segno opposto ed è costituito da cationi e anioni.
I cationi possono essere sia ioni metallici come ad esempio Na+, Ca2+ che ioni poliatomici come ad esempio NH4+.

Gli anioni possono essere sia alogenuri o solfuri come F e S2- che ioni poliatomici come NO3 o SO42-.
Affinché possano formarsi cationi e anioni è necessario che vi sia una elevata differenza di elettronegatività tra le specie.

Esempio di legame ionico

Consideriamo ad esempio gli elementi litio e fluoro: il litio ha configurazione elettronica 1s2, 2s1 mentre il fluoro ha configurazione elettronica 1s2, 2s2, 2p5.

reticolo a facce centrate
reticolo a facce centrate

Il litio ha elettronegatività pari a 0.98 mentre il fluoro 3.98; stante l’elevata differenza di elettronegatività il litio perde un elettrone diventando Li+ isoelettronico con il gas nobile elio mentre il fluoro acquista un elettrone diventando F isoelettronico con il neon.

Si forma così un legame ionico tra queste due specie che si dispongono in un reticolo cristallino che, nella fattispecie, è di tipo cubico a facce centrate.

Un composto ionico è stabile a causa dell’attrazione elettrostatica tra i suoi ioni positivi e negativi.

Energia reticolare

L’energia reticolare di un composto ionico è una misura della forza di questa attrazione ed è definita come l’energia richiesta per separare una mole del solido nei suoi ioni gassosi componenti.

L’energia reticolare di un cristallo ionico può essere espressa dall’equazione:
ΔH = C(Z+)(Z)/ R0

energia reticolare
energia reticolare

essendo C una costante che dipende dal tipo di struttura cristallina, Z+ e Z sono le rispettive cariche degli ioni e R0 è la distanza interionica data dalla somma dei raggi degli ioni positivi e negativi.

Pertanto, l’energia reticolare di un cristallo ionico aumenta rapidamente all’aumentare delle cariche degli ioni e diminuisce quando le dimensioni degli ioni aumentano.

Poiché l’energia reticolare non è sempre misurabile direttamente si può utilizzare il ciclo di Born-Haber. che prende il nome dagli scienziati tedeschi Max Born e Fritz Haber.

I solidi ionici sono duri ma fragili, in genere solubili in acqua e hanno elevate temperature di fusione. Le soluzioni di composti ionici e dei loro sali fusi conducono elettricità.

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