Il legame ionico, L'elettronegatività, Un composto ionico

Il legame ionico è un legame intramolecolare che avviene tra atomi che presentano una forte differenza di elettronegatività. Il legame suddetto si instaura quando un atomo cede elettroni diventando ione positivo e l'altro li acquista diventando ione negativo. I due ioni si attraggono per forza elettrostatica creando un legame molto forte

Un legame covalente si instaura quando una coppia di elettroni viene messa in comune fra due atomi. Un tipico esempio è fornito dalla combinazione di due atomi di idrogeno, che porta alla struttura covalente:

H. + .H --> H:H

Nella molecola finale, H₂, i due atomi sono tenuti assieme da una coppia di elettroni (carichi negativamente) condivisi, i quali attirano a sé i rispettivi nuclei (carichi positivamente). Un legame covalente è quindi il risultato di un'interazione elettrostatica che coinvolge i nuclei.

L'elettronegatività è una misura della capacità di un atomo di attrarre elettroni quando prende parte ad un legame covalente.

Gli isotopi (lett. nello stesso luogo) sono atomi dello stesso elemento chimico, e quindi con lo stesso numero atomico, ma con differente numero di massa, e quindi massa atomica. La differenza delle masse è dovuta a un diverso numero di neutroni presenti nel nucleo dell'atomo.

Gli isotopi sono suddivisi in isotopi stabili (meno di 300) e non stabili o isotopi radioattivi (circa 1200). Il concetto di stabilità non è netto, infatti esistono isotopi quasi stabili. La loro stabilità è dovuta al fatto che, pur essendo radioattivi, hanno un tempo di dimezzamento estremamente lungo anche se confrontato con l'età della Terra. Ci sono 21 elementi (es. berillio, fluoro o sodio) che possiedono in natura un solo isotopo anche se nella maggior parte dei casi gli elementi chimici sono costituiti da più di un isotopo

Un composto ionico può essere definito come un composto chimico formato da ioni, atomi o gruppi di atomi con una carica elettrica netta. Un sale è un composto ionico costituito da anioni e cationi, elettricamente neutro e generalmente cristallino

In un composto ionico binario ci sono generalmente un metallo e un non-metallo, dove il metallo di solito cede uno o più elettroni al non-metallo, caricandosi positivamente. Ci sono poi composti ionici complessi, come i ternari, che sono i sali degli ossiacidi.

La forza che unisce gli ioni è di tipo elettrostatico ed è definita legame ionico a differenza dei composti molecolari dove gli elettroni sono condivisi parzialmente fra i gruppi atomici in un legame covalente.

Proprietà tipiche dei composti ionici sono:

alta temperatura di fusione

buona conducibilità (specie allo stato liquido)

Si definisce molecola (dal latino, piccola quantità) la più piccola unità strutturale di un composto chimico non ionico che può esistere allo stato libero e che ne mantiene le medesime proprietà chimiche. Può essere monoatomica, cioè costituita da un solo atomo (è il caso dei cosiddetti gas nobili elio, argon, xeno, neon), o poliatomica, cioè costituita da più atomi, uguali o diversi.

Una molecola poliatomica è elettricamente neutra ed è formata da atomi uniti da legami covalenti; a causa di ciò, i rapporti tra i numeri degli atomi degli elementi che la costituiscono sono espressi da numeri interi. La formula bruta di un composto molecolare altro non è che l'elenco degli elementi che formano la molecola e dell'abbondanza relativa di ognuno di essi. Molecole costituite dagli stessi atomi, ma arrangiati nello spazio in maniera diversa sono dette isomeri.

Modello della molecola del saccarosio (principale componente dello zucchero da tavola)

La forma di una molecola, ossia le lunghezze dei legami tra un atomo e l'altro, l'angolo formato da due legami appartenenti allo stesso atomo ed, in generale, la disposizione della molecola nello spazio, sono regolate dalle leggi della meccanica quantistica.
Dalla struttura della molecola dipendono la reattività della molecola stessa e le proprietà fisiche della sostanza.

Una molecola è polare quando il centro della carica positiva (dovuta alla disposizione dei nuclei degli atomi) non coincide con il centro della carica negativa (dovuta alla disposizione degli elettroni della molecola); questo rende la molecola un dipolo elettrico, la cui intensità è indicata dal corrispondente momento dipolare. Le molecole polari tendono ad attrarsi vicendevolmente ed a circondare gli ioni dei composti ionici. L'esempio più comune di molecola polare è l'acqua, da qui il fatto che le sostanze polari vengano anche chiamate idrofile.

Una molecola è apolare quando i centri delle cariche elettriche positiva e negativa coincidono. I composti apolari non hanno cariche elettriche superficiali, quindi non si mischiano alle sostanze polari né si sciolgono in esse, da qui il nome di sostanze idrofobe. Esempi comuni di sostanze apolari sono gli oli o gli idrocarburi.

Molte sostanze comuni sono composte da molecole (l'acqua, lo zucchero da tavola, i gas che costituiscono l'aria), mentre altre sostanze altrettanto comuni non lo sono (il sale ed i metalli, per esempio).

L'autoionizzazione dell'acqua è una reazione chimica in cui due molecole di acqua reagiscono per produrre uno ione idronio (H₃O⁺) e un ossidrile (OH^-:

La reazione è anche nota come semi-ionizzazione o autodissociazione dell'acqua. È un esempio di autoprotolisi e spiega la natura [[anfotero|anfotera dell'acqua.

L'acqua, sebbene pura, non è una semplice miscela di molecole H₂O. Anche nell'acqua distillata, un equipaggiamento molto sensibile può rintracciare una leggerissima conduttività elettrica.