solvatazione

Solvatazione è il processo in cui le molecole del solvente circondano e interagiscono con lo soluto quando una sostanza si scioglie. Questo fenomeno è fondamentale per spiegare la stabilità delle soluzioni, la solubilità e la reattività chimica. La solvatazione è distinta dal semplice dissolvimento: descrive l'interazione soluto–solvente che accompagna la dispersione delle particelle nelle fasi liquide.

Nel contesto della solvatazione si distinguono diverse nozioni. La prima corona di solvente attorno al soluto è detta guscio di solvatazione o prima sfera di solvatazione, e determina gran parte dell'energia di solvatazione. La scelta tra solventi polari e apolari influisce sull'entità delle interazioni: nei solventi polari, come l'acqua, le interazioni ion-dipolo e legami idrogeno stabilizzano ioni e molecole polarizzate; nei solventi non polari predomina l'energia di dispersione e la formazione di cavità.

Esistono due grandi tipologie: solvatazione ionica (idratazione) e solvatazione molecolare di molecole neutre. Nei modelli computazionali, i solventi possono essere trattati esplicitamente, includendo molte molecole di solvente, o implicitamente, come continuo dielettrico.

Misure ed energia: l'energia di solvatazione quantifica la stabilità delle interazioni soluto–solvente e influisce su entalpia e spontaneità della solvatazione. Metodi sperimentali (calorimetria, spettroscopia) e modelli teorici (chimica quantistica, dinamica molecolare) permettono di stimare tali grandezze.

La solvatazione è cruciale in chimica, biochimica, elettrochimica e scienze dei materiali, influenzando proprietà quali solubilità, reattività e trasporto ionico. Comprenderla aiuta a predire comportamenti di reazioni in solventi diversi e a progettare solventi e sistemi funzionali.