Che cos'è un legame polare?
Un legame polare è un tipo di legame chimico covalente in cui la carica elettromagnetica della molecola è suddivisa tra le due estremità; vale a dire, un'estremità di una molecola ha una carica complessiva positiva e l'altra estremità ha una carica negativa complessiva. Il collegamento di cariche positive e negative in molecole separate consente loro di legarsi tra loro. La probabilità che gli atomi formino un legame polare dipende dal comportamento degli elettroni di valenza quando interagiscono con un altro atomo. Gli elettroni di valenza sono quelli su un atomo che possono creare legami con altri atomi. Questi tipi di legami sono essenziali per la formazione di strutture molecolari complesse; le molecole cariche fungono da giunture di composti più complessi.
I legami covalenti si formano quando due atomi si incontrano e hanno una quantità simile di elettronegatività, che è una tendenza degli elettroni ad essere attratti dal guscio di valenza attraverso il nucleo e quindi accumulare una carica netta negativa. Il guscio di valenza, o guscio elettronico, è il guscio esterno di un atomo. La proprietà dell'elettronegatività dipende in parte dal numero di elettroni nel guscio di valenza, nonché dalla distanza degli elettroni dal nucleo atomico. Un numero maggiore di elettroni nel guscio di valenza aumenta la quantità, mentre la distanza dal nucleo la diminuisce. Il fluoro è l'elemento più elettronegativo.
Quando due atomi si incontrano e uno ha un'elettronegatività più elevata, gli elettroni si spostano sul guscio di valenza dell'atomo con l'elettronegatività inferiore e trascorrono la maggior parte del tempo lì, sebbene possano trascorrere brevi periodi in orbita attorno al loro atomo originale. I due atomi diventano parte di una molecola e l'estremità della molecola che contiene in media il maggior numero di elettroni viene caricata negativamente, mentre l'estremità opposta viene caricata positivamente.
L'esempio più semplice di un legame polare è la molecola d'acqua, che consiste in un atomo con due idrogeni legati a un atomo con un ossigeno. Un atomo di idrogeno è costituito da un protone e un elettrone, ma poiché il primo guscio di valenza può contenere due elettroni, gli atomi di idrogeno si legano più spesso in coppie e creano diidrogeno. Sebbene i due atomi di idrogeno siano legati, possono comunque ricevere un altro elettrone. Nel frattempo, l'ossigeno contiene otto protoni e otto neutroni; i primi due elettroni occupano il guscio orbitale dell'elettrone più interno, lasciando sei nel guscio di valenza con due slot disponibili. L'atomo di idrogeno e l'atomo di ossigeno condividono una coppia di elettroni tra loro con l'atomo di ossigeno che prende gli elettroni per la maggior parte del tempo.
Il legame polare nell'acqua esiste perché l'idrogeno ha una elettronegatività inferiore, direttamente influenzata dal numero di elettroni che tende a disegnare su se stesso in un legame covalente: uno ai due di ossigeno. Gli elettroni orbitano attorno all'atomo di ossigeno e quindi gli danno una carica negativa su quell'estremità della molecola. Nel complesso, le molecole create da un legame polare sono elettricamente neutre, ma le loro cariche sono concentrate su lati opposti. Questo è noto come dipolo.