Lic. classico”D.A. Azuni” Sassari
I Legami Chimici
Legame metallico
e
Legame a idrogeno
Prof. Paolo Abis
Legame metallico
Il legame metallico è un caso particolare di
legame chimico delocalizzato.
consiste in una attrazione
elettrostatica che si instaura
tra gli elettroni di valenza
mobili e ioni positivi metallici.
Caratteristiche dei metalli
Circa i quattro quinti di tutti gli
elementi sono metalli.
I metalli hanno bassa energia di
ionizzazione (quantità di
energia necessaria per
strappare un elettrone a un
atomo neutro) e di
elettronegatività.
Quindi i loro elettroni esterni sono attratti debolmente dai
rispettivi nuclei, e se ne separano facilmente.
Legame metallico
I metalli hanno tendenza a
cedere i loro pochi elettroni di
valenza e a trasformarsi in
cationi .
In questo processo si creano
ovviamente tante cariche
positive quanto negative e
perciò anche nei metalli è
rispettata l'elettroneutralità.
Legame metallico
 I cationi occupano posizioni
fisse e ordinate nei cristalli
metallici
 gli elettroni vengono messi in
comune e costituiscono una
nuvola elettronica molto mobile
responsabile delle proprietà
macroscopiche di questi
elementi.
Legame metallico
Questa nuvola elettronica si
muove facilmente tra i
cationi e funge da "collante"
poichè esiste un'attrazione
reciproca tra cationi e nuvola
elettronica in quanto
portatori di carica elettrica
di segno opposto.
Ionic Bond, A Sea of Electrons
proprietà dei metalli
La libertà di movimento degli
elettroni è all’origine delle
proprietà dei metalli:
• conducibilità elettrica
• conducibilità termica
• malleabilità e duttilità
• lucentezza
La conducibilità elettrica
I solidi metallici possono condurre l'elettricità,
che è semplicemente un flusso di elettroni, grazie
alla mobilità degli elettroni di valenza che sono
liberi.

La resistenza elettrica dei metalli aumenta con
la temperatura a causa dell'aumento
dell'ampiezza delle oscillazioni vibrazionali degli
atomi del metallo che ostacola il flusso degli
elettroni.

La conducibilità termica
La conducibilità termica ed elettrica dei metalli è
spiegabile con il fatto che gli elettroni di valenza
che fanno parte della nuvola elettronica che avvolge
il reticolo sono liberi di muoversi.

L’elevata densità dei metalli si deve
all’impacchettamento compatto; gli atomi si
dispongono in modo da lasciare il minor spazio vuoto
possibile; in tal modo ogni atomo è circondato da
altri sei. A volte possono arrivare a coordinazioni di
8 con strutture bcc o 12 con strutture hcp e ccp.

Lavorabilità e temperatura di fusione
La malleabilità e duttilità si devono alla struttura
del reticolo cristallino dei metalli; tirando o
piegando il reticolo infatti le forze che legano i vari
ioni e la nuvola che li avvolge rimangono invariate.

Le alte temperature di fusione sono una
conseguenza della forza del legame metallico che
rende il reticolo difficile da rompere.

IL LEGAME A
IDROGENO
Il legame a idrogeno
• Il legame a idrogeno, o a ponte di idrogeno, è un legame
che si forma fra molecole che contengono un atomo di
idrogeno legato ad un altro atomo più elettronegativo e di
piccole dimensioni.
Idrogeno
Molecola
Atomo di piccole
dimensioni +
elettronegativo
Il legame a idrogeno
In queste molecole Il legame
è covalente polare, con
polarità accentuata:
 l’atomo di idrogeno è
parzialmente positivo
 l’altro atomo è
parzialmente negativo.
• l’altro atomo
possiede un doppietto
elettronico libero
Il legame a idrogeno
Si stabilisce allora un’attrazione elettrostatica fra l’atomo
di idrogeno di una molecola e l’altro atomo di un’altra
molecola.
+
+
-
+
+
Attrazione
elettrostatica
-
Gli atomi che sono allo stesso tempo sufficientemente
elettronegativi e piccoli sono soltanto tre: quelli
dell’azoto, dell’ossigeno e del fluoro.
Quindi si formano legami a idrogeno quando un atomo di
idrogeno è legato a uno di questi tre atomi.
Vediamo in dettaglio:
 la molecola dell’acqua
(H2O)
 la molecola del fluoruro di
idrogeno (HF)
Il legame a idrogeno fra due
molecole di acqua
Quando due molecole di acqua si avvicinano, si stabilisce
un’attrazione elettrostatica fra l’atomo di ossigeno di una
di esse e uno degli atomi di idrogeno dell’altra. Si forma
così un legame a idrogeno fra le due molecole.
(–)
Hydrogen
bond
(+)
H
(+)
O
(–)
(–)
(+)
H (+
)
(–)
Il legame a idrogeno fra due
molecole di acqua
Il L.I. è possibile grazie alle piccolissime dimensioni
dell'atomo di idrogeno, che rendono particolarmente
concentrata su una superficie molto ridotta la sua
parziale carica positiva.
Le straordinarie proprietà dell'acqua sono dovute alla
specificità dell’ legame ad idrogeno
O
H
O
H
104.5°
H
109°
H
LEGAMI A IDROGENO NELLA MOLECOLA DI
FLUORURO DI IDROGENO (FCl)
L’attrazione elettrostatica si stabilisce fra l’atomo di idrogeno di
una molecola e l’atomo di fluoro di un’altra molecola. Si formano
così catene di molecole di fluoruro di idrogeno (o acido
fluoridrico).
d+
d-
d+
d-
d+
d-
d+
d-
d+
d-
H
F
H
F
H
F
H
F
H
F
legame a
idrogeno
Legame idrogeno e proteine
• La struttura secondaria delle proteine
viene stabilizzata tramite legami a
idrogeno
Legame idrogeno e DNA
• Il legame ad idrogeno è alla
base del codice genetico
Le basi azotate dei nucleotidi
sono legate fra loro attraverso
legami a idrogeno
In questo modo si forma la
doppia elica del DNA