È una questione di stabilità contro cosa?
I legami ionici e covalenti sono spiegati piuttosto bene nella teoria MO.
Guardate questa immagine. Quando due atomi con orbitali occupati per metà si incontrano, gli orbitali formano un orbitale di legame (inferiore) e un orbitale di anti-bonding. Entrambi gli elettroni degli orbitali semi-occupati occupano poi l’orbitale di legame.
La differenza tra legame covalente e ionico è la differenza di energia degli orbitali iniziali. Una piccola differenza porta a legami covalenti (figura a sinistra), una grande differenza porta a legami polarizzati/legami ionici (figura a destra). Ora la cosa interessante è: la differenza di energia tra l’orbitale iniziale più basso e l’orbitale di legame (Delta E covalente nella figura) diventa più piccola quanto più grande è la differenza di energia iniziale.
Quindi, quando i chimici rompono un legame, rimettono un elettrone in ogni orbitale. Per i legami covalenti questo significa 2*Delta E covalente per i legami ionici questo è Delta E covalente +(Delta E covalente + Delta E initale).
Anche se Delta E covalente è più piccolo il termine di energia totale è più grande per i legami ionici.
Quando i biologi rompono un legame, prendono semplicemente la più piccola differenza di energia, quindi 2*Delta E covalente sia per i legami ionici che covalenti. E per i legami ionici Delta E covalente è più piccolo.
Perché i chimici non prendono anche la più piccola differenza di energia?
Perché c’è qualcosa che l’immagine precedente non mostra. Quando si mettono entrambi gli elettroni ad un atomo, si ottengono due ioni. (un atomo ha un elettrone in più rispetto a quello iniziale, uno ha un elettrone in meno.) Per separare quei due elettroni è necessaria un’energia supplementare per vincere l’attrazione couloumbica.
I biologi considerano un legame rotto, quando sono parti separate in una soluzione acquosa. Quindi gli ioni beneficiano di tutti quegli effetti di stabilizzazione ionica dell’acqua e non sono neanche molto separati. I chimici considerano un legame rotto (più esattamente l’entalpia di rottura del legame è definita contro) due particelle non interagenti. Per gli ioni questo significa infinitamente distanti e non interagenti con nient’altro quindi in fase gassosa.
Per qualsiasi molecola allo stato fondamentale (anche CsF) in fase gassosa questa energia di couloumbo è semplicemente troppo. Ad un certo punto l’elettrone torna indietro per formare due radicali.