I concetti di legami ionici, covalenti, ecc. sono ideali che aiutano a capire cosa sta realmente accadendo nella chimica più complicata del mondo reale.

Nel modello di molecola con legame covalente si ha essenzialmente un mucchio di modelli di molecole che stanno solo sbattendo l’una contro l’altra. Questo è davvero accurato solo in una fase gassosa, in una fase liquida è tipicamente un’enorme semplificazione.

In realtà alcuni tipi di legami sono abbastanza deboli da formarsi, rompersi e riformarsi costantemente mentre una molecola è in soluzione. Per esempio, l’acqua non è solo un mucchio di molecole H2O perfette il 100% del tempo, che rimbalzano come piccole teste di topolino in un contenitore. In realtà gli atomi di idrogeno di una molecola d’acqua si “legano” abitualmente con gli atomi di ossigeno di altre molecole d’acqua (questo è un legame debole e molto meno forte di un legame covalente). Inoltre, le molecole d’acqua si dissociano costantemente e si riformano in ioni idrossido (OH-), ioni idronio (H3O+) o protoni liberi (H+). Si può pensare all’acqua come ad un equilibrio tra tutte queste 4 diverse specie molecolari in diversi rapporti. Tipicamente, per l’acqua ordinaria tra 10 milioni di molecole di H2O ci sarà uno ione idronio e uno ione idrossido. Questo può non sembrare molto, ma poiché una mole di molecole d’acqua pesa solo 18 grammi, ciò significa che ci sono 60 quadrilioni di ioni idronio e idrossido in quel campione di 18 grammi d’acqua.

Alcune molecole formano anche legami con gruppi -H o -OH che sono abbastanza deboli da dissociarsi occasionalmente quando si dissolvono in acqua, portando a soluzioni acide o basiche. In effetti, questo è il fondamento della teoria generale dell’acido/base. Si tratta di una popolazione di molecole e di una frazione risultante di quelle molecole che sono, in un dato momento, in uno stato dissociato. Di nuovo, c’è un equilibrio tra le diverse specie molecolari con una certa frazione di molecole esistenti in una forma in qualsiasi momento. In generale, quanto è stabile una molecola come ione senza il suo gruppo -H o -OH attaccato determinerà quanto è acida o basica. Più stabile è, più forte sarà un acido o una base, meno stabile, più debole sarà. Detto altrimenti, la forza del legame molecolare al gruppo -H o -OH è inversamente correlata alla forza dell’acido o della base. Un acido molto legato al suo idrogeno è un acido debole, un acido debolmente legato al suo idrogeno è un acido forte (perché questo significa che “evita” l’idrogeno e lo costringe in soluzione).

Nota che anche un acido forte come l’HCL a piena concentrazione esisterà tipicamente solo in un rapporto forse 2:1 di HCL covalente contro H+ Cl- ionico.

Ad ogni modo, questa è l’intera base della teoria acido-base, che alcuni composti esistono in equilibrio in soluzione tra le loro forme covalenti e ioniche.