Legaturi chimice: legatura ionica si legatura covalenta, valenta

Ce vei învăța

• Să înțelegi de ce și cum se leagă atomii între ei pentru a forma substanțe.
• Să deosebești legătura ionică de legătura covalentă.
• Să determini valența unui element și să o folosești pentru a scrie formule chimice corecte.

Explicația pe înțelesul tău

Atomii sunt „ființe sociale” – rareori stau singuri. Ei se leagă pentru a deveni mai stabili, imitând configurația electronică a gazelor rare (8 electroni pe ultimul strat, numită regula octetului). În funcție de cum „împart” sau „dau” electronii, apar două tipuri principale de legături.

Legătura ionică

Aceasta se formează între un metal (care cedează ușor electroni) și un nemetal (care acceptă ușor electroni). Metalul devine ion pozitiv (cation), iar nemetalul ion negativ (anion). Atracția electrostatică dintre ionii de semn opus este legătura ionică.

• Exemplu clasic: Sarea de bucătărie, clorura de sodiu (NaCl). Sodiul (Na) are 1 electron pe ultimul strat și îl cedează clorului (Cl), care are 7. După transfer, ambii au 8 electroni pe ultimul strat. Na⁺ și Cl⁻ se atrag și formează un cristal.
• Caracteristici: Substanțele ionice sunt solide la temperatura camerei, au puncte de topire înalte și conduc curentul electric atunci când sunt topite sau dizolvate în apă.

Legătura covalentă

Aceasta se formează între nemetale (sau între atomi ai aceluiași nemetal). În loc să se transfere, electronii sunt împărțiți (partajați) pentru a completa octetul fiecărui atom. Perechea de electroni comună se numește legătură covalentă.

• Exemplu simplu: Molecula de apă (H₂O). Fiecare atom de hidrogen (H) are 1 electron și are nevoie de încă unul. Oxigenul (O) are 6 electroni pe ultimul strat și are nevoie de 2. Cei doi atomi de H „împrumută” câte un electron oxigenului, iar oxigenul le oferă un electron fiecăruia. Se formează două perechi de electroni comuni.
• Subtipuri:

- Legătură covalentă nepolară: Electronii sunt împărțiți egal (ex: H₂, O₂, N₂).

- Legătură covalentă polară: Electronii sunt împărțiți inegal, un atom atrage mai tare electronii (ex: H₂O, HCl).

• Caracteristici: Substanțele covalente pot fi gaze, lichide sau solide cu puncte de topire mici. Nu conduc curentul electric.

Valența

Valența este numărul de legături pe care un atom le poate forma cu alți atomi. Ea ne spune câți electroni „pune în joc” un atom. Pentru metale, valența este egală cu numărul de electroni cedați; pentru nemetale, cu numărul de electroni acceptați sau cu numărul de perechi de electroni puse în comun.

• Exemple:

- H are valența 1 (face o singură legătură).

- O are valența 2 (face două legături).

- N are valența 3 (face trei legături).

- Na are valența 1 (cedează un electron).

- Mg are valența 2 (cedează doi electroni).

- Cl are valența 1 (acceptă un electron sau face o legătură covalentă).

Cunoscând valențele, poți scrie formule chimice corecte, respectând regula: produsul dintre valența unui element și numărul său de atomi trebuie să fie egal pentru toți atomii din moleculă.

Exemple rezolvate

Exemplul 1: Determinarea tipului de legătură pentru MgCl₂

Raționament: Magneziul (Mg) este un metal (grupa 2), iar clorul (Cl) este un nemetal (grupa 17). Metal + Nemetal = legătură ionică. Magneziul cedează 2 electroni (unul fiecărui atom de Cl), formând Mg²⁺ și doi Cl⁻.

Exemplul 2: Scrierea formulei pentru oxidul de sulf (VI) – SO₃

Raționament: Sulful (S) are valența 6 (în acest caz), iar oxigenul (O) are valența 2. Vrem ca produsul valențelor să fie egal: S (6) × 1 atom = 6 și O (2) × 3 atomi = 6. Deci formula corectă este SO₃.

Exemplul 3: Identificarea legăturii în molecula de amoniac (NH₃)

Raționament: Azotul (N) și hidrogenul (H) sunt ambele nemetale. Prin urmare, legătura este covalentă. Azotul are valența 3 și „împarte” câte o pereche de electroni cu fiecare dintre cei trei atomi de hidrogen (fiecare cu valența 1).

Greșeli frecvente

1. Confuzia între tipurile de legături: „Toate substanțele care au în compoziție un metal și un nemetal sunt ionice.” Adevărat. Dar „Toate substanțele care au doar nemetale sunt covalente.” Adevărat. Greșeala apare când se uită regula: metal + nemetal = ionic; nemetal + nemetal = covalent.
2. Scrierea greșită a formulei chimice: Se scrie formula fără a respecta valențele. De exemplu, pentru oxid de aluminiu, Al are valența 3, O are valența 2. Greșit: AlO sau Al₂O. Corect: Al₂O₃ (3 × 2 = 2 × 3).
3. Considerarea moleculei de apă (H₂O) ca având legătură ionică: Apa este formată din nemetale (H și O), deci legătura este covalentă polară, nu ionică. Hidrogenul nu cedează electroni, ci îi împarte cu oxigenul.

Verifică-te!

1. Întrebare: Ce tip de legătură se formează între atomii de potasiu (K, metal) și brom (Br, nemetal)? Scrie și formula chimică a compusului rezultat.

*Indiciu:* Gândește-te la valențe: K are valența 1, Br are valența 1.

1. Întrebare: Determină valența sulfului în molecula de acid sulfuric (H₂SO₄), știind că H are valența 1, iar O are valența 2.

*Indiciu:* Calculează „valența totală” a H și a O, apoi află cât îi revine S pentru a egala.

1. Întrebare: Explică de ce sarea (NaCl) este un solid care se topește la temperatură înaltă, în timp ce zahărul (C₁₂H₂₂O₁₁, substanță covalentă) se topește ușor.

*Indiciu:* Gândește-te la forțele care țin ionii împreună în cristalul de sare față de forțele dintre moleculele de zahăr.