I legami intermolecolari

Il legame chimico è una forza di attrazione intramolecolare, ovvero “interna” alla molecola, che tiene uniti tra di loro i suoi atomi. Esistono anche forze di attrazione intermolecolari che consentono alle molecole di aggregarsi tra di loro per dar luogo agli stati condensati della materia: i solidi e i liquidi. Queste forze di attrazione sono chiamate legami intermolecolari, note anche come forze di Van der Waals, dal dello scienziato che le ha studiate. Tali forze sono molto più deboli rispetto a quelle di un legame covalente, tuttavia esse sono le responsabili delle principali proprietà delle sostanze. Ci sono tre tipi di forze che regolano i legami intermolecolari:

 

 Le forze dipolo-dipolo
agiscono tra molecole polari. Una molecola è detta polare quando è presente un dipolo, ovvero quando una parte di essa e parzialmente negativa ed un’altra parzialmente positiva. Queste forze derivano dalla tendenza delle molecole polari di orientarsi rivolgendo l’estremità positiva verso l’estremità negativa della molecola successiva. Ciò provoca una reazione elettrostatica che tiene unite le molecole.Possiamo quindi affermare che:


“Le forze dipolo-dipolo sono forze di attrazione tra le cariche elettriche parziali positive e negative delle molecole polari.”


legami intermolecolari

Ecco un’immagine che rappresenta come le molecole polari si dispongono durante la relazione.

 

 Le forze di London
Anche tra le molecole non polari posso esistere delle forze simili a quelle dipolo-dipolo. A causa del moto caotico degli elettroni al loro interno, la carica elettrica attorno ad atomi o molecole può sbilanciarsi per brevi istanti creando dei dipoli temporanei ,meno forti dei dipoli permanenti, e responsabili delle forze di attrazione chiamate forze di London.

 


“Le forze di London derivano dall’attrazione dei dipoli istantanei tra molecole vicine


La forza e l’efficacia delle forze di London aumenta con la massa molecolarepiù le molecole sono grandi, maggiore sarà la possibilità di avere dipoli istantanei, in quanto il numero di elettroni sarà maggiore.

Il legame ad idrogeno.
Il legame a idrogeno è un caso di legame dipolo-dipolo particolarmente forte il più forte tra i legami intermolecolari. Esso si instaura tra molecole che portano atomi di idrogeno legati ad atomi fortemente elettronegativi quali F (Fluoro) ,O (Ossigeno) e N (Azoto). In questo caso le attrazioni tra i dipoli sono particolarmente forti, tali da essere chiamate legami ad idrogeno. L’atomo di idrogeno, a causa della sua elevata carica positiva, provoca la formazione di veri e propri “ponti di collegamento” tra se stesso e l’atomo più elettronegativo di un’altra molecola

 


“.Il legame a idrogeno si instaura tra molecole polari contenenti un atomo di idrogeno e uno dei tre elementi F,O e N i cui atomi sono piccoli ed elettronegativi.”


Esso non ha effetto sulle proprietà chimiche, mentre influenza quelle fisiche. Ad esempio l’acqua, data dal legame H20, ha una temperatura di ebollizione pari a 100°. Un valore eccezionalmente alto dovuto proprio ai legami ad idrogeno instaurati tra le molecole.

Legami intermolecolari

Chimica da Guiness

E chi ha detto che la scienza è noiosa?Se ne parla poco, ma anche la chimica vanta i suoi curiosi primati.

-LA PIÙ GRANDE LEZIONE DI CHIMICA

Secondo i Guinness World Records, il record attuale per la più grande lezione di chimica è di 268 partecipanti,organizzata nel 2009.La lezione riguardava i polimeri ed,in particolare,lo slime,un materiale viscosissimo e freddo,capace di appallottolarsi,contorcersi e deformarsi.

-LA PAROLA PIÙ LUNGA

Due termini che definiscono un composto chimico, composti da  3641 e 1913 lettere, sono comparsi nei volumi del Guinness dei primati. Tuttavia in seguito sono stati ritirati perché non sono mai stati effettivamente utilizzati dai chimici.Ciò nonostante, esiste davvero un nome che conta 1185 caratteri, e può ben rappresentare la complessità della biochimica, la chimica della vita.

ACETYL­SERYL­TYROSYL­SERYL­ISO­LEUCYL­THREONYL­SERYL­PROLYL­SERYL­GLUTAMINYL­PHENYL­ALANYL­VALYL­PHENYL­ALANYL­LEUCYL­SERYL­SERYL­VALYL­TRYPTOPHYL­ALANYL­ASPARTYL­PROLYL­ISOLEUCYL­GLUTAMYL­LEUCYL­LEUCYL­ASPARAGINYL­VALYL­CYSTEINYL­THREONYL­SERYL­SERYL­LEUCYL­GLYCYL­ASPARAGINYL­GLUTAMINYL­PHENYL­ALANYL­GLUTAMINYL­THREONYL­GLUTAMINYL­GLUTAMINYL­ALANYL­ARGINYL­THREONYL­THREONYL­GLUTAMINYL­VALYL­GLUTAMINYL­GLUTAMINYL­PHENYL­ALANYL­SERYL­GLUTAMINYL­VALYL­TRYPTOPHYL­LYSYL­PROLYL­PHENYL­ALANYL­PROLYL­GLUTAMINYL­SERYL­THREONYL­VALYL­ARGINYL­PHENYL­ALANYL­PROLYL­GLYCYL­ASPARTYL­VALYL­TYROSYL­LYSYL­VALYL­TYROSYL­ARGINYL­TYROSYL­ASPARAGINYL­ALANYL­VALYL­LEUCYL­ASPARTYL­PROLYL­LEUCYL­ISOLEUCYL­THREONYL­ALANYL­LEUCYL­LEUCYL­GLYCYL­THREONYL­PHENYL­ALANYL­ASPARTYL­THREONYL­ARGINYL­ASPARAGINYL­ARGINYL­ISOLEUCYL­ISOLEUCYL­GLUTAMYL­VALYL­GLUTAMYL­ASPARAGINYL­GLUTAMINYL­GLUTAMINYL­SERYL­PROLYL­THREONYL­THREONYL­ALANYL­GLUTAMYL­THREONYL­LEUCYL­ASPARTYL­ALANYL­THREONYL­ARGINYL­ARGINYL­VALYL­ASPARTYL­ASPARTYL­ALANYL­THREONYL­VALYL­ALANYL­ISOLEUCYL­ARGINYL­SERYL­ALANYL­ASPARAGINYL­ISOLEUCYL­ASPARAGINYL­LEUCYL­VALYL­ASPARAGINYL­GLUTAMYL­LEUCYL­VALYL­ARGINYL­GLYCYL­THREONYL­GLYCYL­LEUCYL­TYROSYL­ASPARAGINYL­GLUTAMINYL­ASPARAGINYL­THREONYL­PHENYL­ALANYL­GLUTAMYL­SERYL­METHIONYL­SERYL­GLYCYL­LEUCYL­VALYL­TRYPTOPHYL­THREONYL­SERYL­ALANYL­PROLYL­ALANYL­SERINE

Si tratta del virus del mosaico del tabacco e da alcuni è considerata la parola più lunga al mondo.

-IL LEGAME PIÙ “STRETTO”

I chimici dell’Università del Delaware hanno stabilito un nuovo record mondiale nel 2007 per il più corto legame chimico mai rilevato tra due metalli,due atomi di cromo in questo caso, con una distanza di appena 1,803 Ångstrom, che corrisponde a qualche miliardesimo dello spessore di un capello umano.

-IL SOLIDO PIÙ LEGGERO

Il solido più leggero (o meglio avente la minore densità) è l’aerogel.La composizione consiste del 99,8% di aria e dello 0,2% di biossido di silicio.Sebbene possa essere colorato diversamente, l’aerogel sembra quasi una nebbia solida e bluastra. Gli aerogel sono degli incredibili isolanti e la NASA ha impiegato aerogel neri nella tecnologia dei propri Mars Rovers. Secondo la NASA, un blocco di aerogel delle dimensioni di un essere umano peserebbe solo 455 grammi, ma sarebbe ancora in grado di supportare un oggetto pesante mezza tonnellata. Di recente il record è stato superato con una nanoschiuma di silice avente densità, che è una versione più leggera dell’aerogel .

 

Che cos’è il fuoco?

Il fuoco è una forma di combustione. Le fiamme sono un corpo gassoso che rilascia calore e luce. I fuochi si accendono quando un carburante è soggetto a calore o altra forma di energia, ad esempio un fiammifero o accendino, e sono alimentati da successive scariche di energia termica, finché tutto il carburante combustibile non è stato consumato. Il colore della fiamma è un ottimo indicatore della composizione chimica di una sostanza: la luce della fiamma rivela una serie di righe spettrali caratteristiche delle molecole e degli elementi contenuti nel gas. Questo fenomeno è stato ampiamente studiato ed è da tempo parte delle procedure standard di analisi chimica qualitativa.A seconda della temperatura il colore della fiamma cambia, ciò talvolta può facilitare il riconoscimento del combustibile. Questo concetto può essere riassunto nella tabella sottostante, usata dai vigili del fuoco.

Colore fiamma Temperatura in °C

  • Amaranto pallido 480
  • Amaranto 525
  • Rosso sangue 585
  • Rosso scuro 635
  • Rosso 675
  • Rosso chiaro 740
  • Rosso pallido 845
  • Rosa 900
  • Arancione 940
  • Giallo 995
  • Giallo pallido 1080
  • Bianco 1205
  • Azzurro 1400

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Perché il cielo è blu?

L’atmosfera della Terra è composta, tra le altre cose, da particelle varie , da goccioline d’acqua sospese, da ossigeno e da azoto. Quando la luce che proviene dal Sole impatta contro l’atmosfera, viene deviata in modo diverso a seconda dell’elemento che colpisce: più l’elemento è grande e più la luce viene dispersa. Se gli ostacoli che trova sulla strada sono abbastanza grandi, come le polveri e le goccioline d’acqua, la luce si disperde sempre in tutte le direzioni. Se invece la luce incontra elementi più piccoli, come le molecole dei gas, ci possiamo trovare in due situazioni: in base alla lunghezza d’onda, può superarle o venire riflessa. Quando la luce ha una lunghezza d’onda “lunga” – cioè quando è di colore arancione, giallo o rosso -, passa facilmente oltre queste piccole particelle e viene riflessa solo in piccola parte. La luce blu, però, ha una lunghezza d’onda minore e viene quindi deviata in ogni direzione. Il mistero è tutto qua: grazie alla sua riflessione, vediamo la luce blu ovunque e quindi abbiamo la sensazione che il cielo sia di quel colore.

Legame ionico

Il legame ionico si instaura tra metalli e non metalli.Durante la formazione di tale legame l’atomo dell’elemento meno elettronegativo,il metallo,perde gli elettroni di valenza trasformandosi in un catione per raggiungere la configurazione del gas nobile che lo precede nella tavola periodica;l’atomo dell’elemento più elettronegativo,il non metallo,acquista elettroni diventando un anione per assumere la configurazione elettronica del gas nobile che lo segue nella tavola periodica.In questo caso non si parla di un vero e proprio legame perché non ci sono elettroni condivisi bensì una forza di attrazione elettrostatica tra due ioni di segno opposto che si vanno a formare per la perdita e l’acquisto di elettroni.

Un esempio è il legame che si instaura tra litio e il fluoro. Essendo la differenza di elettronegatività è maggiore del 1,9 non si tratta di un legame covalente ma di un legame ionico.Il trasferimento di un elettrone dal Litio al Fluoro,infatti,comporta la formazione di due ioni di carica opposta (Li+ F-)

Il legame ionico è dovuto alla forza elettrostatica che si instaura tra ioni di carica opposta.