1.5 : Legami covalenti polari

I legami covalenti si formano tra due atomi quando entrambi hanno tendenze simili ad attrarre gli elettroni a sé stessi (cioè quando entrambi gli atomi hanno energie di ionizzazione e affinità elettroniche identiche o abbastanza simili). Gli atomi non metallici formano spesso legami covalenti con altri atomi non metallici. Ad esempio, la molecola di idrogeno H2, contiene un legame covalente tra i suoi due atomi di idrogeno. Quando due atomi di idrogeno, separati con una particolare energia potenziale, si avvicinano l'uno all'altro, i loro orbitali di valenza (1s) iniziano a sovrapporsi. I singoli elettroni su ciascun atomo di idrogeno interagiscono quindi con entrambi i nuclei atomici, occupando lo spazio attorno a entrambi gli atomi. La forte attrazione di ciascun elettrone condiviso su entrambi i nuclei stabilizza il sistema e l'energia potenziale diminuisce al ridursi della distanza di legame. Se gli atomi continuano ad avvicinarsi, le cariche positive dei due nuclei si respingono e l'energia potenziale aumenta. La lunghezza del legame è determinata dalla distanza alla quale si raggiunge l'energia potenziale più bassa. Il fatto che un legame sia non polare o covalente polare è determinato da una proprietà degli atomi di legame chiamata elettronegatività.

I valori di elettronegatività degli elementi furono proposti da uno dei chimici più famosi del XX secolo: Linus Pauling. L'elettronegatività è una misura della tendenza di un atomo ad attrarre elettroni (o densità elettronica) verso sé stesso. L'elettronegatività determina come sono distribuiti gli elettroni condivisi tra i due atomi in un legame. Quanto più un atomo attrae gli elettroni nei suoi legami, tanto maggiore è la sua elettronegatività. Questa descrive quanto strettamente un atomo attrae gli elettroni in un legame. È una quantità adimensionale che viene calcolata, non misurata. Pauling derivò i primi valori di elettronegatività confrontando le quantità di energia richiesta per rompere diversi tipi di legami. Gli elettroni in un legame covalente polare vengono spostati verso l'atomo più elettronegativo; quindi l'atomo più elettronegativo è quello con la carica negativa parziale. Maggiore è la differenza di elettronegatività, più polarizzata è la distribuzione degli elettroni e maggiori sono le cariche parziali degli atomi.