Chimie anorganică
Legătura chimică
Legătură ionică, covalentă, metalică — regula octetului, structuri Lewis, polaritate.
Regula octetului
Atomii tind să atingă 8 electroni pe ultimul strat (configurație de gaz nobil) prin:
- cedare de electroni → cationi
- acceptare de electroni → anioni
- punere în comun de electroni → legături covalente
Excepție: H (vrea 2e⁻), Be (4e⁻), B (6e⁻), elemente din perioada 3+ pot depăși octetul.
Legătura ionică
Formată între un metal (cedează e⁻) și un nemetal (acceptă e⁻).
Forță electostatică între ioni de semne opuse.
Exemple:
- NaCl: Na → Na⁺ + e⁻; Cl + e⁻ → Cl⁻; Na⁺ + Cl⁻ → NaCl
- MgO: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻; O + 2e⁻ → O²⁻
- CaCl₂: Ca²⁺ + 2Cl⁻
Proprietăți compuși ionici:
- Punct de topire și fierbere ridicate
- Conduită electrică: în soluție sau topit (NU în stare solidă)
- Solubili în apă (polar)
Legătura covalentă
Formată între nemetale prin punerea în comun a perechilor de electroni.
Tipuri:
- Simplă (σ): 1 pereche comună — H−H, H−Cl
- Dublă (σ + π): 2 perechi — O=O, C=O, C=C
- Triplă (σ + 2π): 3 perechi — N≡N, C≡C, C≡N
Legătură covalentă coordonată (dativă): ambii electroni provin de la același atom (ex: NH₃ + H⁺ → NH₄⁺).
Structuri Lewis (puncte)
H₂O: H–Ö–H (O are 2 perechi neparticipante)
NH₃: N cu 3 legături N–H și 1 pereche neparticipantă
CO₂: O=C=O (liniară)
Metan CH₄: C cu 4 legături simple → tetraedric
Polaritatea legăturii
Legătură nepolară: Δχ < 0,4 → electroni repartizați egal (H−H, Cl−Cl)
Legătură polară: 0,4 ≤ Δχ < 1,7 → dipol electric (H−Cl, H−O)
Legătură ionică: Δχ ≥ 1,7 → transfer complet de electroni
χ = electronegativitate
Polaritatea moleculei
O moleculă poate fi nepolar chiar dacă are legături polare, dacă geometria anulează momentele dipolare.
| Moleculă | Formă | Polară? |
|---|---|---|
| H₂O | angulară | DA |
| NH₃ | piramidală | DA |
| CO₂ | liniară | NU |
| CH₄ | tetraedrică | NU |
| HCl | lineară diatomică | DA |
Geometria moleculelor (VSEPR)
Teoria VSEPR: perechile de electroni (participante + neparticipante) se resping → geometrie care minimizează repulsia.
| Perechi totale | Perechi neparticipante | Geometrie | Exemple |
|---|---|---|---|
| 2 | 0 | liniară (180°) | CO₂, BeCl₂ |
| 3 | 0 | triunghi plan (120°) | BF₃, SO₃ |
| 4 | 0 | tetraedrică (109,5°) | CH₄, CCl₄ |
| 4 | 1 | piramidală (107°) | NH₃ |
| 4 | 2 | angulară (104,5°) | H₂O |
Legătura metalică
Ionii pozitivi ai metalului sunt înconjurați de un „nor” de electroni liberi (electroni delocalizați).
Explică:
- Conductivitate electrică și termică ridicată
- Maleabilitate și ductilitate
- Lustru metalic
Interacțiuni intermoleculare
Legătura de hidrogen (cea mai puternică): X−H···Y, unde X și Y sunt N, O sau F.
- Explică punctul de fierbere ridicat al H₂O, NH₃, HF față de analogii din grupă
Forțe van der Waals (dipol−dipol, dipol−dipol indus, London):
- Mai slabe decât legătura de H
- Prezente în toate substanțele
La examen
- Legătură ionică: metal + nemetal; Δχ ≥ 1,7
- Legătură covalentă: nemetal + nemetal; punere în comun de electroni
- Numărul de legături = 8 − (electroni de valență) pentru nemetale din blocul p
- H₂O are 2 perechi neparticipante pe O → formă angulară → moleculă polară
- Legătura de hidrogen explică anomaliile fizice ale apei (densitate maximă la 4°C, punctul de fierbere ridicat)