Elettronegatività e polarità del legame

Sebbene abbiamo definito il legame covalente come condivisione di elettroni, gli elettroni in un legame covalente non sono sempre condivisi equamente dai due atomi legati. A meno che il legame non colleghi due atomi dello stesso elemento, come in H2, ci sarà sempre un atomo che attrae gli elettroni nel legame più fortemente dell’altro atomo, come in HCl, mostrato in Figura \(\PageIndex{1}\). Un legame covalente che ha una condivisione uguale di elettroni (Figura \ (\PageIndex{1a}\)) è chiamato legame covalente non polare. Un legame covalente che ha una condivisione disuguale di elettroni, come in Figura \(\PageIndex{1b}\), è chiamato un legame covalente polare.

La distribuzione della densità elettronica in un legame polare non è uniforme. È maggiore intorno all’atomo che attrae gli elettroni più dell’altro. Ad esempio, gli elettroni nel legame H–Cl di una molecola di cloruro di idrogeno trascorrono più tempo vicino all’atomo di cloro che vicino all’atomo di idrogeno. Si noti che l’area ombreggiata attorno a Cl nella figura \(\PageIndex{1b}\) è molto più grande di quella attorno a H.

Questo squilibrio nella densità elettronica provoca un accumulo di carica negativa parziale (designata come δ−) su un lato del legame (Cl) e una carica positiva parziale (designata δ+) sull’altro lato del legame (H). Questo è visto in Figura \(\PageIndex{2a}\). La separazione della carica in un legame covalente polare si traduce in un dipolo elettrico (due poli), rappresentato dalla freccia in figura \(\PageIndex{2b}\). La direzione della freccia è rivolta verso l’estremità δ mentre la coda + della freccia indica l’estremità δ+ del legame.

Qualsiasi legame covalente tra atomi di elementi diversi è un legame polare, ma il grado di polarità varia ampiamente. Alcuni legami tra diversi elementi sono solo minimamente polari, mentre altri sono fortemente polari. I legami ionici possono essere considerati l’ultimo in polarità, con elettroni trasferiti piuttosto che condivisi. Per giudicare la polarità relativa di un legame covalente, i chimici usano l’elettronegatività, che è una misura relativa di quanto fortemente un atomo attrae gli elettroni quando forma un legame covalente. Esistono varie scale numeriche per valutare l’elettronegatività. Figura \(\PageIndex{3}\) mostra uno dei più popolari—la scala Pauling.

La polarità di un legame covalente può essere giudicata determinando la differenza nelle elettronegatività dei due atomi che formano il legame. Maggiore è la differenza di elettronegatività, maggiore è lo squilibrio della condivisione degli elettroni nel legame. Anche se non ci sono regole dure e veloci, la regola generale è se la differenza di elettronegatività è inferiore a circa 0.4, il legame è considerato non polare; se la differenza è maggiore di 0,4, il legame è considerato polare. Se la differenza di elettronegatività è abbastanza grande (generalmente maggiore di circa 1,8), il composto risultante è considerato ionico piuttosto che covalente. Una differenza di elettronegatività pari a zero, ovviamente, indica un legame covalente non polare.