Coppia solitaria

Una coppia solitaria (o doppietto elettronico non condiviso, in inglese lone pair) è un doppietto elettronico, appaiato in un orbitale, presente nel guscio di valenza su un singolo atomo; la IUPAC suggerisce come più appropriato l'utilizzo del termine "coppia di elettroni non leganti".^[1] Vengono indicati utilizzando due punti oppure una barretta, adiacenti (se più d'uno, anche sopra e sotto) al simbolo chimico dell'atomo cui appartengono.

Orbitali contenenti coppie solitarie nelle molecole di ammoniaca (A), acqua (B) e acido cloridrico (C).

A titolo di esempio, l'atomo di azoto possiede una coppia solitaria nella molecola di ammoniaca (NH₃), quella di ossigeno ne ha due nella molecola di acqua (H₂O), e quello del cloro ne possiede tre nella molecola di acido cloridrico (HCl).

Tali coppie, a causa delle repulsioni elettroniche, influenzano la geometria delle molecole: ciò spiega la differenza tra gli angoli di legame reali rispetto a quelli teorici e la differenza tra gli angoli di legame di molecole diverse quali l'ammoniaca e l'acqua; inoltre, possedendo l'ossigeno un doppietto in più rispetto all'azoto, si spiega anche la maggiore repulsione e quindi il minor angolo di legame presente nell'acqua (104,5° contro 107,8°). Questo genere di considerazioni sono state sviluppate dalla teoria VSEPR.

Da rimarcare che la presenza di un doppietto solitario è legata anche ai concetti di "base di Lewis" e di "nucleofilo".

Infatti, le coppie solitarie possono essere utilizzate nei legami di coordinazione, come ad esempio nel caso della formazione dello ione ossonio H₃O⁺ in cui l'atomo di ossigeno fornisce uno dei suoi due doppietti per formare il legame con lo ione H⁺ che non possiede elettroni da potere utilizzare. In tal caso i doppietti solitari si comportano come normali legami covalenti, formando orbitali ibridi.^[2]