E’ una questione di Legami

2 Set

Gilbert Newton Lewis

In questo ultimo secolo una tranquilla rivoluzione ha mutato la faccia della terra. Materiali che appena qualche decennio fa erano solo nella fantasia sono ora realtà. Il nostro tempo libero è stato trasformato dalle fibre sintetiche e da compact disc flessibili e tutta via robusti. Il polietilene, il polistirolo e il polivinilcloruro (PVC) hanno reso possibili i telefoni cellulari e gli strumenti elettronici. I materiali compositi hanno consentito di costruire aeroplani e automobili veloci e leggeri. I chimici continuano a fornire nuovi materiali che soddisfano le esigenze di tecnici, progettisti, ingegneri, medici, coltivatori e di chiunque altro contribuisce alla qualità della nostra vita.

La produzione di nuovi materiali è stata resa possibile dal fatto che ora gli scienziati capiscono come gli atomi si congiungono in certi modi e capiscono pure le proprietà dei composti così come discendono dal tipo di legame tra gli atomi. Perchè, per esempio, il fosfato di calcio è così rigido che la natura lo ha adottato per fabbricare le nostre ossa? Potremmo fabbricare ossa migliori? Perchè è così difficile produrre composti partendo dall’azoto dell’aria? Potremmo trovare una maniera facile? Come spiegare la capacità dell’emoglobina di legarsi così labilmente all’ossgeno, trasportarlo verso un’altra parte dell’organismo e metterlo in libertà in risposta alle necessità del metabolismo? Si potrebbe fabbricare sangue artificiale? Anche solo il riflettere a domande come queste richiede una certa conoscenza del legame chimico.

Il legame chimico si forma se l’aggregato di atomi che ne risulta ha energia minore dell’insieme di atomi separati. Il sodio e il cloro si legano sotto forma di ioni perchè il cloruro di sodio ha energia minore di quella di un gas di atomi di sodio e di cloro separati. Gli atomi di idrogeno e di azoto si legano a formare l’ammoniaca, NH_{3}, perchè un gas costituito da molecole di NH_{3} ha energia minore di un gas costituito dallo stesso numero di atomi di azoto e di idrogeno. Per di più, se tale minore energia si può conseguire mediante la formazione di ioni, allora saranno ioni; se invece, l’energia minore si consegue condividendo elettroni, allora si formeranno molecole.

I cambiamenti di energia che si verificano quando si formano i legami si devono al mutamento di collocazione degli elettroni di valenza degli atomi, cioè degli elettroni appartenenti agli strati più esterni degli atomi. Intuiamo, dunque, la possibilità di spiegare il legame chimico sulla base della struttura elettronica degli atomi. Dato che tale struttura elettronica è correlata con la posizione degli elementi nella tavola periodica, siamo in grado di prevedere la capacità degli atomi di formare legami partendo dalla conoscenza del gruppo e dal periodo. […]

Fu il chimico americano Gilbert Newton Lewis (1875 – 1946), uno dei maggiori chimici della storia, a gettare le basi della conoscenza che oggi abbiamo del legame chimico.

Tratto dall’introduzione al capitolo 8 del libro “Chimica Generale” scritto da Peter Atkins e Loretta Jones edito da Zanichelli.

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