(3) BREVI ACCENNI DI CHIMICA PARTE II (LIVELLO 0) , Natura Mediterraneo

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(3) BREVI ACCENNI DI CHIMICA PARTE II (LIVELLO 0)

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nicotinammide
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Inserito il - 12 novembre 2011 : 17:06:26

Capire ciò che si vede al microscopio è bello ma comprenderne i vari perchè è ancora più affascinante.

Quanto segue dovrebbe essere letto solo dopo aver compreso i concetti nel post "(2) BREVI ACCENNI DI CHIMICA (LIVELLO 0)"

LEGAME IONICO

Regola:
un atomo è stabile se nel suo guscio più esterno oscillano 8 elettroni, in caso contrario tende a reagire con altri atomi/molecole formando legami chimici per poter raggiungere la stabilità.

Gli atomi di sodio (Na) e potassio (K) presi da soli sono instabili. Nel video vedete che Na ha un elettrone nel suo guscio più esterno e Cl ne ha 7 --> cosa succede se mettiamo questi due atomi instabili vicini? Cl strappa ad Na il suo elettrone più esterno diventando ione cloro (Cl-). Questo perchè inizialmente era neutro ma dopo aver ricevuto l'elettrone prevale in esso una carica negativa. Adesso Cl- è apposto con se stesso perchè ha nel suo guscio più esterno ben 8 elettroni.
Anche Na avendo perso un elettrone è apposto con se stesso perchè il guscio più esterno che viene scoperto contiene 8 elettroni (guarda Na nel video - minuti 0.04 - 0.08). Dopo la perdita di un elettrone (perdita di una carica negativa), Na diventa ione sodio (Na+) perchè questa volta il numero totale degli elettroni sarà inferiore di 1 rispetto al numero totale dei protoni nel nucleo, quindi non è più neutro.
Ricapitolando:
pongo Na e Cl vicini --> Cl strappa un elettrone a Na diventando Cl- e raggiungendo una configurazione otteziale (8 elettroni più esterni).
Na perde l'elettrone diventando Na+ e raggiunge anch'esso una configurazione otteziale (8 elettroni più esterni).

Che cosa succederà agli ioni Na+ e Cl- appena formati?
La carica negativa del cloro tenderà ad attrarre la carica positiva del sodio, questa attrazione elettrostatica fa muovere gli ioni l'uno verso l'altro e li lega dando origine al cloruro di sodio (NaCl) in cui non prevarrà più nessuna carica perchè quando una carica + è attirata da una carica - si neutralizzano a vicenda (+1-1=0).

Come mai è proprio il cloro a fregarsi l'elettrone del sodio e non è il sodio a fregarsi i 7 elettroni del cloro?

Perchè il nucleo di Cl ha una maggiore capacità di attrarre a se gli elettroni (è molto elettronegativo). Invece Na ha una bassa capacità di attrarre a se ulteriori elettroni (è poco elettronegativo) e quindi è più facile che li perda. Da un punto di vista energetico è più semplice donare un elettrone anzichè riceverne 7. Il processo inverso è quindi energeticamente sfavorito e va contro le leggi della termodinamica.

REGOLA

Un legame ionico si forma quando un atomo molto elettronegativo strappa uno o più elettroni ad un atomo poco elettronegativo e come conseguenza si formano due ioni di carica opposta che si attrarranno a vicenda. Questa attrazione elettrostatica che manterrà uniti gli atomi si chiama legame ionico.

Mentre in un legame covalente si ha una CONDIVISIONE di elettroni, in questo caso si ha proprio il TRASFERIMENTO totale di elettroni da un atomo all'altro.

MOLECOLE IDROFILICHE E MOLECOLE IDROFOBICHE

Molecole idrofiliche (polari) sono solubili in acqua, molecole idrofobiche (apolari) sono invece insolubili.
Come detto nel post (2) l'acqua è una molecola polare e grazie alla sua polarità è in grado di sciogliere una marea di composti detti idrofili.
Esempio con cloruro di sodio NaCl:
abbiamo detto che sodio e cloro nella molecola di cloruro di sodio sono legati tramite un legame ionico. Quando mettiamo NaCl in acqua questo legame ionico si rompe e si riformano gli ioni di partenza Na+ e Cl-. Come mai? Ovvio che devono esserci altre forze in gioco. Quali sono le altre forze in grado di rompere la molecola di NaCl? Sono proprio le molecole d'acqua perchè hanno una polarità(vedi post (2)): in ogni molecola di H2O l'ossigeno ha una leggerissima carica negativa mentre ogni atomo di idrogeno ha una leggerissima carica positiva. La carica negativa dell'atomo di ossigeno attirerà a se gli ioni sodio Na+ perchè sono carichi positivamente. La carica positiva di ogni atomo di idrogeno attrarrà a se gli ioni cloro Cl- perchè sono carichi negativamente. Quindi se potessimo osservare con un potentissimo microscopio del cloruro di sodio posto in soluzione, vedremmo che le molecole d'acqua che circondano gli ioni Na+ rivolgono ad essi gli atomi di ossigeno mentre le molecole d'acqua che circondano gli ioni Cl- rivolgono ad essi gli atomi di idrogeno.

Capire il video:

palline verdi col simbolo - --> Cl-
palline bianche col simbolo + --> Na+
Ogni pallina rossa legata a due palline piccole bianche è una molecola d'acqua dove la pallina rossa rappresenta l'ossigeno e le due piccole palline bianche sono gli atomi di idrogeno.

Dal minuto 0.27 in poi vedete come gli idrogeni di H2O si attaccano a Cl- e gli atomi di ossigeno dell'acqua si attaccano a Na+ disintegrando in questo modo la struttura cristallina di NaCl

Tutte le molecole che si comportano come NaCl in acqua sono dette idrofile (si sciolgono), tutte le molecole che invece mantengono integra la loro struttura in acqua sono dette idrofobe (non si sciolgono), i grassi ne sono un esempio.

Modificato da - nicotinammide in Data 12 novembre 2011 17:10:24

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