polarità dei legami ed elettronegatività mappa concettuale

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La polarità di un legame covalente nasce dalla differenza di elettronegatività tra gli atomi coinvolti: più elevata è questa differenza, più la densità elettronica si sposta verso l'atomo più elettronegativo, generando un legame polare con momenti dipolari parziali. La mappa collega la scala di Pauling, le soglie convenzionali tra legame covalente puro, polare e ionico, il momento di dipolo molecolare e le conseguenze su solubilità e punti di ebollizione.

Dalla differenza di elettronegatività al tipo di legame
L'elettronegatività misura la tendenza di un atomo, in una molecola, ad attrarre a sé gli elettroni del legame. Confrontando i valori di due atomi si ottiene una differenza che indica il carattere del legame: se è praticamente nulla, come in H2 o Cl2, gli elettroni sono condivisi in modo equo e il legame è covalente puro; se è intermedia, la condivisione diventa sbilanciata e il legame è covalente polare; se è molto elevata, come tra sodio e cloro, il trasferimento di elettroni è così spinto che il legame si descrive come ionico. Si tratta di un passaggio graduale, non di tre categorie separate: molti legami reali hanno un carattere intermedio tra covalente e ionico.

La scala di Pauling e i valori da ricordare
La scala più usata nelle scuole è quella di Linus Pauling, costruita a partire da energie di legame sperimentali. I valori non sono misure dirette ma grandezze relative, assegnate per convenzione. Il fluoro ha il valore più alto della scala, seguito da ossigeno, cloro e azoto; i metalli alcalini come cesio e sodio hanno valori molto bassi. Per questo motivo i legami tra nonmetalli con elettronegatività simile, come C-H, risultano poco polari, mentre i legami tra metallo e nonmetallo sono fortemente polarizzati. È utile memorizzare l'andamento periodico: l'elettronegatività aumenta lungo un periodo verso destra e risalendo un gruppo, con qualche eccezione legata alla configurazione elettronica.

Legame polare e molecola polare: una distinzione chiave
Un errore frequente è confondere la polarità di un singolo legame con quella dell'intera molecola. Una molecola con legami polari può risultare complessivamente apolare se la sua geometria fa sì che i momenti di dipolo si annullino tra loro. L'anidride carbonica, lineare, ha due legami C=O polari ma momento di dipolo totale nullo, perché i due vettori opposti si compensano. L'acqua, invece, ha geometria piegata: i dipoli dei due legami O-H non si annullano e la molecola è fortemente polare. Per questo è indispensabile determinare prima la geometria, ad esempio con la teoria VSEPR, e poi sommare vettorialmente i dipoli di legame.

Effetti su proprietà fisiche e solubilità
La polarità influenza le forze intermolecolari e quindi proprietà come punto di ebollizione e solubilità. Le molecole polari si attraggono attraverso interazioni dipolo-dipolo più intense di quelle tra molecole apolari di massa simile, e quando l'idrogeno è legato a azoto, ossigeno o fluoro si formano legami a idrogeno particolarmente forti, come nell'acqua. Per la regola qualitativa che il simile scioglie il simile, i composti polari tendono a sciogliersi in solventi polari, mentre i composti apolari preferiscono solventi apolari come gli idrocarburi. Anche i composti ionici, sciolti in acqua, vengono stabilizzati dalla polarità del solvente, che circonda gli ioni in strutture di idratazione.