Il legame dativo o coordinativo: lo stessoatomo fornisce i due elettroni di legame.

Non necessariamente i due elettroni che concorrono alla formazione del legame devono provenire da entrambi gli atomi coinvolti. Se uno dei due atomi ha un orbitale completamente vuoto a disposizione e l’altro un doppietto dielettroni non impegnati in un legame si instaura un legame nel quale gli elettroni condivisi sono quelli del doppietto. Si ha dunque la sovrapposizione di un orbitale vuoto ad un orbitale pieno.In questo caso si ha un legame dativo o coordinativo.

B

F

F

F

N

H

H

H:: B

F

F

N

H

H

H

F

I legami deboli

Le forze intermolecolari

Sono forze di attrazione che dipendono dalle caratteristiche delle molecole. Sono essenzialmente legami deboli 0.04-70 kJ/mol dovuti a forze di natura elettrostatica.

Ione-dipoloDipolo-dipolo (legame H)Dipolo-dipolo indotto

Dipolo indotto-dipolo indotto Forze di London

Forze di Van der Waals

Forze di Van der Waals

Forze di attrazione ione-dipoloSpiegano la solubilità delle sostanze saline in acqua e nei liquidi polari.

NaCl + H2O Na+ + Cl-

Forze di attrazione dipolo-dipolo: si osservano con molecole polari. In questo caso si formano dei dipoli permanenti.Maggiore è la polarità della molecola, maggiore è la forza diattrazione.

Forze di Van der Waals

Le attrazioni dipolo-dipolo

Le cariche parziali di segnoopposto (simbolizzate dalle frecce) tendono ad avvicinarsi. Entrambe leorientazioni rappresentate sono energeticamente favorevoli.

δ+δ- Forze di Van der Waals

Legame a idrogenoSi stabilisce tra un atomo di idrogeno legato ad unelemento molto elettronegativo e un elemento elettronegativo di un’altra molecola che abbia almenoun doppietto libero di elettroni (F, O, N).

Il legame a idrogeno fra due molecole di acqua

Il legame a idrogeno consiste in una interazione di tipo prevalentemente elettrostatico fra un atomo di idrogeno con

parziale carica positiva di una molecola e un doppiettoelettronico libero di un atomo sufficientemente

elettronegativo di un'altra molecola. È un legame che ha spesso caratteristiche direzionali (i legami a idrogeno più forti si formano quando l'idrogeno è allineato con i due atomi più elettronegativi). Esso è possibile grazie alle piccolissime

dimensioni dell'atomo di idrogeno, che rendono particolarmente concentrata su una superficie molto ridotta la

sua parziale carica positiva.

Il legame idrogeno determina la struttura di alcuni solidi molecolari e innalza l’energia di coesione del cristallo e la direzionalità dell’interazione.La scarsa densità della struttura del ghiaccio è dimostrata dal fatto che è meno denso del suo liquido.

Il legame a idrogeno

La struttura cristallina delghiaccio, in cuiogni molecolaè coinvolta in quattro legami a idrogeno.In queste condizioni l’acquaha una struttura tetraedrica perfetta, con angoli di 109°.

OH H H

OH

109°104.5°

Esempi di legame idrogeno

Forze di attrazione dipolo-dipolo indottoSi manifestano tra una molecola polari (con dipolo permanente) e una molecola non polare (apolare).

La molecola polare induce nella seconda una separazione di cariche cioè genera un dipolo indotto. La forza di questa interazioni dipende dal momento dipolare µ della molecola con dipolo permanente, e anche dalla polarizzabilità α della molecola apolare.

Forze di Van der Waals

Forze di London o di dispersioneForze dipolo istantaneo-dipolo istantaneo: si manifestano tra molecole che non hanno carattere di dipolo permanente, cioè apolari.Sono dovute alle continue fluttuazioni delle posizioni degli elettroni in una molecola. Si creano dei dipoli istantanei eindotti. Aumentano all’aumentare del peso molecolare perché molecole più grandi hanno un numero maggiore di elettroni. Per tutte questa interazioni deboli l’energia di attrazione E = -C/r6.

Le forze di dispersionescaturiscono dall’attrazione tra due dipoli istantaneiI dipoli sono dovuti alla fluttuazione della posizione degli elettroni nella molecola. Anche se mutano continuamente direzione, i dipoli istantanei delle due molecole rimangono coordinati abbastanza a lungo da generare una forza attrattiva.

Queste forze di debole intensità sono responsabilidi alcune fondamentali proprietà delle molecole.E’ infatti in base all’intensità di queste interazioni che tutte le sostanze molecolari, in determinate condizioni di temperatura e di pressione, possono presentarsi allo stato solido (forti interazioni),liquido (medie interazioni) e gassoso (deboli interazioni). Le temperature di ebollizione e difusione delle varie sostanze sono determinate dall’entità di queste forze.

La temperatura di ebollizione